辽宁省葫芦岛市2022-2023学年高二上学期期末联考化学试卷
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这是一份辽宁省葫芦岛市2022-2023学年高二上学期期末联考化学试卷,共32页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
1.(3分)化学在生活中的应用随处可见,下列措施不是为了改变化学反应速率的是( )
A.将食品存放在冰箱中
B.做馒头时添加膨松剂
C.月饼包装袋内放置还原铁粉小袋
D.冶炼铁时将铁矿石粉碎
2.(3分)下列化学用语正确的是( )
A.乙醇的结构式:CH3CH2OH
B.水的电子式:
C.基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式:3d54s1
D.基态氧原子的轨道表示式:
3.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.s区元素全部是金属元素
B.p能级电子能量不一定高于s能级电子能量
C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D.第 VIIA族元素从上到下,非金属性依次增强
4.(3分)第ⅤA族元素的原子R与Cl原子结合形成RCl3气态分子,其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时,分子结构如图所示,下列关于RCl5分子的说法中不正确的是( )
A.分子中5个R﹣Cl键的键能不完全相同
B.Cl﹣R﹣Cl的键角有90°、120°、180°3种
C.RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D.每个原子都达到8电子稳定结构
5.(3分)下列描述中正确的是( )
A.π键是由两个原子的P轨道“头碰头”重叠形成的
B.的立体构型为平面三角形
C.NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对
D.SiF4和的中心原子均采取sp3杂化
6.(3分)下列用于解释事实的方程式书写不正确的是( )
A.同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:+OH﹣=NH3⋅H2O
B.用FeCl3溶液刻蚀电路板上的铜:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
C.CuSO4溶液与闪锌矿(ZnS)反应生成铜蓝(CuS):Cu2+(aq)+ZnS(s)⇌Zn2+(aq)+CuS(s)
D.加热Na2CO3溶液除去油污:H2O+⇌+OH﹣
7.(3分)25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.pH=11的溶液:Ba2+、Na+、Mg2+、
B.=10﹣8的溶液中:K+、Na+、、ClO﹣
C.0.1ml⋅L﹣1的FeCl2溶液中:H+、Al3+、、ClO﹣
D.由水电离出的c(OH﹣)=1×10﹣11ml⋅L﹣1的溶液中:Mg2+、、、
8.(3分)关于如图所示各装置的叙述中,正确的是( )
A.图1是原电池,总反应是:Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+
B.图2可验证铁的吸氧腐蚀,负极反应式为:Fe﹣2e﹣═Fe2+
C.图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D.装置④中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护,该方法叫做牺牲阳极法
9.(3分)反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)ΔH=﹣905.9kJ⋅ml﹣1,在5L密闭容器中投入1mlNH3和1ml的O2,2分钟后NO的物质的量增加了0.4ml,下列说法错误的是( )
A.0~2minv(O2)=0.05ml•L﹣1•min﹣1
B.2分钟内O2的转化率是50%
C.2分钟末c(H2O)=0.6ml/L
D.2分钟反应放出的热量值等于90.59kJ
10.(3分)一定温度下,对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述,不能说明反应已达化学平衡状态的是( )
A.恒容容器内混合气体的密度不再变化
B.NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2:3
C.恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化
D.单位时间内断裂amlN≡N键,同时断裂6amlN﹣H键
11.(3分)如图所示为NH3﹣O2燃料电池装置,下列说法错误的是( )
A.电池工作时,O2得到电子,发生还原反应.
B.电极b上的电极反应式为2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O
C.燃料电池可以把化学能全部转化为电能
D.电池工作时,溶液中的Na+向电极a迁移
12.(3分)25℃时,向20mL 0.1ml/L NaOH溶液中逐滴加入0.1ml/L醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该NaOH溶液中水电离出的c(OH﹣)=1×10﹣12ml/L
B.M点时,c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(OH﹣)>c(H+)
C.P点时,c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
D.N点对应的横坐标是20
13.(3分)在25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10﹣10,Ksp(AgI)=1.5×10﹣16,下列叙述正确的是( )
A.饱和AgCl、AgI溶液中所含Ag+的浓度相同
B.向饱和AgCl溶液中加入盐酸,Ksp变大
C.向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀转化为黄色
D.向含相同物质的量浓度的Cl﹣和I﹣的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,Cl﹣先沉淀
14.(3分)不同温度下水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中Kw的大小关系:E>A>D
B.B点的pH=6,显酸性
C.若处在C点时,将pH=3的盐酸与pH=11的NaOH等体积混合后,溶液呈中性
D.向水中加入少量NaOH溶液可实现从A点到E点的变化
15.(3分)下列说法正确的是( )
A.室温下,向醋酸溶液中滴入醋酸铵溶液的pH变化曲线如图Ⅰ,c点pH大于7
B.2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)中SO2的转化率随温度、压强的变化曲线如图Ⅱ,其中:Y1>Y2
C.室温下,相同体积盐酸、醋酸溶液加水稀释的pH变化曲线如图Ⅲ,M代表醋酸
D.室温向冰醋酸中加水后溶液导电能力变化曲线如图Ⅳ,醋酸的电离程度:b>c
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(13分)如图为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)写出元素m的一价离子的核外电子排布式: 。
(2)在标号的主族元素中,电负性最大的是 (填元素符号)
(3)元素e、h、j的气志氢化物热稳定性由强到弱的顺序为: (填化学式)。
(4)j元素最高价氧化物分子的中心原子的杂化轨道类型为 。
(5)h的最简单氢化物的分子空间构型为 。
(6)已知周期表中存在对角相似规则,如b与g在周期表中处于对角线位置则化学性质相似,b的氧化物、氢氧化物也有两性 。
(7)m和n比较:第一电离能I1(m) I1(n)(填“大于”或“小于”),原因是 。
17.(10分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO自发的转变成CO2和N2。其化学方程式如下:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。为了测定在催化剂甲作用下的反应速率,在t℃时用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答以下各题,均不考虑温度变化对催化效率的影响:
(1)求2s内的平均反应速率v(CO2) 。
(2)计算该温度下的反应平衡常数K 。
(3)假设在某密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。
a.选用更有效的催化剂
b.升高反应体系的温度
c.缩小容器的体积
d.降低反应体系的温度
(4)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂表面积可提商化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验
①请在空格中填入剩余的实验条件数据 。
②请在给出的坐标图中,画出上表中Ⅱ和Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明曲线的实验编号 。
18.(10分)Ⅰ、根据表中数据(常温下),完成下列填空。
(1)常温下,NaCN溶液呈 (填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(2)常温下,浓度均为0.1ml⋅L﹣1的下列4种溶液:
①CH3COONa溶液,
②NaCN溶液,
③NaHCO3溶液,
④NaClO溶液;
这4种溶液pH由大到小的顺序是 (填序号)。
(3)常温下,Na2SO3溶液中c(OH﹣)﹣c(H+)=c()+ 。
Ⅱ、我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005mg⋅L﹣1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。已知:Ksp(CdS)=8.0×10﹣27;回答下列问题:
(4)向某含镉废水中加入Na2S,当S2﹣浓度达到8.0×10﹣8ml﹣1⋅L﹣1时,废水中Cd2+的浓度为 ml⋅L﹣1,此时是否符合生活饮用水卫生标准 (填“是”或“否”)。
19.(10分)现用盐酸标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。实验操作如下:
①向溶液中加入2~3滴指示剂,②取20.0mL标准溶液放入锥形瓶中,③用氢氧化钠溶液滴定至终点,⑥配制250mL0.1ml⋅L﹣1标准溶液,⑥根据实验数据计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。
(1)实验过程中正确的操作顺序是 (填序号),用 作指示剂。
(2)滴定并记录V(NaOH)的初、终读数,数据记录如表所示:
某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为V(NaOH)=mL=20.20mL,他的计算结果 (填“合理”或“不合理”),理由是 。
(3)测定NaOH溶液的物质的量浓度为 。
20.(12分)我国积极推进绿色低碳发展,承诺力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,下列是我国科学家提出回收利用CO2的两种方案。
方案一:CO2催化氢化制甲烷
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=﹣802.3kJ•ml﹣1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH2=﹣484.6kJ•ml﹣1
则反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH= 。
(2)在一定压强、不同温度下,某催化剂催化CO2甲烷化,反应2小时,测得CO2的转化率和甲烷化选择性随温度变化的曲线如图所示。甲烷化选择性:指含碳产物中甲烷的物质的量分数。请据图分析:
①当温度超过400℃时,CO2转化率下降的原因可能为 。
②实验时,检测密闭容器中产物,发现当温度超过450℃时2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH>0。若保持温度不变,欲提高甲烷化选择性的措施是 。
方案二:CO2催化氢化制甲醛
(3)在某催化剂作用下,CO2氢化制甲醛的反应为:CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)ΔH=﹣6kJ•ml﹣1。
①一定条件下,向某恒温恒容的密闭容器中充入一定量CO2和H2的混合气体,下列叙述能说明反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
a.气体的密度不变
b.HCHO的浓度保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.单位时间内,断裂1mlH﹣H键,同时生成1mlH﹣O键
②实验室模拟上述合成HCHO的实验。T1℃时,将CO2与H2按体积比1:2充入2L的密闭容器中,每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示:
已知:。为用B物质的分压变化表示Δt时间内反应的平均反应速率,B物质的分压p(B)(总)×气体B的物质的量分数。0~10min内该反应的平均反应速率vp(H2)为 kPa•min﹣1。该温度下,平衡时,Kp= (保留小数点后一位)。
2022-2023学年辽宁省葫芦岛市高二(上)期末化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分,每小题只有一个选项符合题意)
1.(3分)化学在生活中的应用随处可见,下列措施不是为了改变化学反应速率的是( )
A.将食品存放在冰箱中
B.做馒头时添加膨松剂
C.月饼包装袋内放置还原铁粉小袋
D.冶炼铁时将铁矿石粉碎
【分析】A.食物存放在冰箱中,可降低温度,减缓食物氧化速率;
B.加工馒头时添加膨松剂,可使馒头疏松柔软;
C.月饼包装袋内放置还原铁粉小袋作抗氧化剂,可防止月饼被氧化;
D.将铁矿石粉碎,可增大接触面积。
【解答】解:A.食物存放在冰箱中,减缓食物氧化速率,故A不选;
B.加工馒头时添加膨松剂,与改变反应速率无关;
C.月饼包装袋内放置还原铁粉小袋作抗氧化剂,减缓食物氧化速率,故C不选;
D.将铁矿石粉碎,可加快反应速率,故D不选;
故选:B。
【点评】本题考查化学反应速率,题目难度不大,明确化学反应速率的影响因素、化学与生活的联系为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意生活中的化学知识应用。
2.(3分)下列化学用语正确的是( )
A.乙醇的结构式:CH3CH2OH
B.水的电子式:
C.基态铬原子(24Cr)的价层电子排布式:3d54s1
D.基态氧原子的轨道表示式:
【分析】A.乙醇的结构式:;
B.水是共价化合物;
C.基态铬原子(24Cr)的价电子排布式:3d54s1;
D.根据洪特规则,原子核外电子在能量相同的各个轨道上排布时,电子尽可能分占不同的原子轨道,且自旋状态相同。
【解答】解:A.乙醇的结构式:,CH3CH2OH为乙醇的结构简式,故A错误;
B.水是共价化合物,故B错误;
C.基态铬原子(24Cr)的价电子排布式:5d54s6,故C正确;
D.根据洪特规则,电子尽可能分占不同的原子轨道,则基态氧原子的轨道表示式为:,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查原子结构,侧重考查学生核外电子排布的掌握情况,试题难度中等。
3.(3分)下列说法中,正确的是( )
A.s区元素全部是金属元素
B.p能级电子能量不一定高于s能级电子能量
C.同一原子中,1s、2s、3s电子的能量逐渐减小
D.第 VIIA族元素从上到下,非金属性依次增强
【分析】A.氢元素是非金属元素;
B.能级能量主要由能层决定;
C.能层越大,能量越高;
D.同主族自上而下非金属性减弱。
【解答】解:A.s区包括IA族,其中氢元素是非金属元素,故A错误;
B.2p能级的电子能量比4s能级电子能量低;
C.同一原子中、8s,故C错误;
D.第ⅦA族元素从上到下,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查元素周期表与元素周期律,掌握核外电子排布规律、元素周期表的结构,题目比较基础,旨在考查学生对基础知识的掌握情况。
4.(3分)第ⅤA族元素的原子R与Cl原子结合形成RCl3气态分子,其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时,分子结构如图所示,下列关于RCl5分子的说法中不正确的是( )
A.分子中5个R﹣Cl键的键能不完全相同
B.Cl﹣R﹣Cl的键角有90°、120°、180°3种
C.RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D.每个原子都达到8电子稳定结构
【分析】A.根据键长越短,键能越大判断;
B.上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°,中间为平面三角形,构成三角形的键角为120°,顶点与平面形成的键角为90°;
C.RCl5RCl3+Cl2↑;
D.R原子最外层有5个电子,形成5个共用电子对。
【解答】解:A.键长越短,键长不同,故A正确。
B.上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°,构成三角形的键角为120°,所以键角(Cl﹣R﹣Cl)有90°、180°几种;
C.RCl5RCl3+Cl4↑,则RCl5受热后会分解生成分子立体结构呈三角锥形的RCl3,故C正确;
D.R原子最外层有6个电子,所以RCl5中R的最外层电子数为10,超过8电子稳定结构;
故选:D。
【点评】本题考查原子结构与周期率知识,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,题目涉及键角、键能、8电子稳定结构等,题目难度不大,注意分析题目中分子的立体结构图。
5.(3分)下列描述中正确的是( )
A.π键是由两个原子的P轨道“头碰头”重叠形成的
B.的立体构型为平面三角形
C.NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对
D.SiF4和的中心原子均采取sp3杂化
【分析】A.π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成;
B.根据价层电子互斥模型进行判断;
C.NH3中N原子孤电子对数=、CO中C原子孤电子对数=、CO2中C原子孤电子对数=;
D.SiF4的中心原子孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4,故中心原子为sp3杂化;的内中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4,故中心原子为sp3杂化。
【解答】解:A.π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成;
B.中中心原子价层电子对数为3+,孤对电子对数是1,故B错误;
C.NH7中N原子孤电子对数=、CO中C原子孤电子对数=2中C原子孤电子对数=,故C错误;
D.SiF4的中心原子孤电子对数=、价层电子对数=4+6=43杂化;的内中心原子孤电子对数=,故中心原子为sp3杂化,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学键,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确分子结构、σ键和π键区别及形成原理是解本题关键,题目难度不大。
6.(3分)下列用于解释事实的方程式书写不正确的是( )
A.同浓度同体积NH4HSO4溶液与NaOH溶液混合:+OH﹣=NH3⋅H2O
B.用FeCl3溶液刻蚀电路板上的铜:2Fe3++Cu=Cu2++2Fe2+
C.CuSO4溶液与闪锌矿(ZnS)反应生成铜蓝(CuS):Cu2+(aq)+ZnS(s)⇌Zn2+(aq)+CuS(s)
D.加热Na2CO3溶液除去油污:H2O+⇌+OH﹣
【分析】A.NH4HSO4在水中电离方程式为NH4HSO4=+H++,氢氧化钠电离出OH﹣,先与H+反应;
B.用FeCl3溶液刻蚀电路板上的铜生成CuCl2和FeCl2;
C.CuSO4溶液与闪锌矿(ZnS)反应生成铜蓝(CuS),难溶的沉淀转化为更难溶的沉淀;
D.加热Na2CO3溶液除去油污,是因为水解呈碱性。
【解答】解:A.NH4HSO4在水中电离方程式为NH5HSO4=+H++,氢氧化钠电离出OH﹣,先与H+反应,因为两种物质的物质的量相同++OH﹣=H2O,故A错误;
B.用FeCl8溶液刻蚀电路板上的铜生成CuCl2和FeCl2:6Fe3++Cu=Cu2++4Fe2+,故B正确;
C.CuSO4溶液与闪锌矿(ZnS)反应生成铜蓝(CuS),难溶的沉淀转化为更难溶的沉淀:Cu5+(aq)+ZnS(s)⇌Zn2+(aq)+CuS(s),故C正确;
D.加热Na2CO6溶液除去油污,是因为7O+⇌+OH﹣,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查离子反应,侧重学生离子方程式正误判断的掌握情况,试题难度中等。
7.(3分)25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.pH=11的溶液:Ba2+、Na+、Mg2+、
B.=10﹣8的溶液中:K+、Na+、、ClO﹣
C.0.1ml⋅L﹣1的FeCl2溶液中:H+、Al3+、、ClO﹣
D.由水电离出的c(OH﹣)=1×10﹣11ml⋅L﹣1的溶液中:Mg2+、、、
【分析】A.pH=11的溶液显碱性;
B.=10﹣8的溶液显碱性,含有大量OH﹣;
C.0.1 ml•L﹣1的FeCl2溶液中含有大量Fe2+,Fe2+具有还原性;
D.由水电离出的c(OH﹣)=1×10﹣11 ml•L﹣1<1×10﹣7 ml•L﹣1,水的电离受到了抑制作用,溶液可能显酸性,也可能显碱性。
【解答】解:A.pH=11的溶液显碱性﹣,Mg2+与OH﹣不能大量共存,故A错误;
B.=10﹣8的溶液显碱性,含有大量OH﹣,OH﹣与选项离子之间不能发生任何反应,可以大量共存;
C.5.1 ﹣1的FeCl4溶液中含有大量Fe2+,Fe2+具有还原性,与H+、ClO﹣会发生氧化还原反应,不能大量共存;
D.由水电离出的c(OH﹣)=6×10﹣11ml•L﹣1的溶液呈酸性或碱性,Mg2+、都与OH﹣反应,与H+、OH﹣反应,不能大量共存;
故选:B。
【点评】本题考查离子反应,侧重考查学生离子共存的掌握情况,试题难度中等。
8.(3分)关于如图所示各装置的叙述中,正确的是( )
A.图1是原电池,总反应是:Cu+2Fe3+═Cu2++2Fe2+
B.图2可验证铁的吸氧腐蚀,负极反应式为:Fe﹣2e﹣═Fe2+
C.图3装置可在待镀铁件表面镀铜
D.装置④中钢闸门应与外接电源的负极相连被保护,该方法叫做牺牲阳极法
【分析】A.在原电池中,较为活泼的金属是负极,据此确定自发的氧化还原反应的书写,Fe比Cu的还原性强,Fe为负极;
B.装置B构成铁的吸氧腐蚀,负极发生氧化反应;
C.电镀时镀层金属为阳极,待镀金属为阴极;
D.图为电解池,为外加电源的阴极保护法。
【解答】解:A.装置是原电池,能和氯化铁之间反应3+=3Fe5+,故A错误;
B.铁钉吸氧腐蚀的负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+,故B正确;
C.电镀时镀层金属为阳极,待镀金属为阴极,故C错误;
D.金属作电解池的阴极被保护,钢闸门与外接电源的负极相连,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查原电池原理和电解池原理,题目难度中等,能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键,难点是电极反应式的书写。
9.(3分)反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)ΔH=﹣905.9kJ⋅ml﹣1,在5L密闭容器中投入1mlNH3和1ml的O2,2分钟后NO的物质的量增加了0.4ml,下列说法错误的是( )
A.0~2minv(O2)=0.05ml•L﹣1•min﹣1
B.2分钟内O2的转化率是50%
C.2分钟末c(H2O)=0.6ml/L
D.2分钟反应放出的热量值等于90.59kJ
【分析】在5L密闭容器投入1ml NH3和1ml O2,2分钟后NO的物质的量增加了0.4ml,则
4NH3 (g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)
起始(ml) 1 1 0 0
转化(ml) 0.4 0.5 0.4 0.6
2min(ml) 0.6 0.5 0.4 0.6
以此结合转化率、反应速率的表达式等知识解答该题。
【解答】解:A.0~2min内用O7表示的反应速率为:v(O2)==4.05ml•L﹣1•min﹣1,故A正确;
B.7分钟内O2的转化为:×100%=50%;
C.2分钟末c(H4O)==0.12ml/L;
D.由热化学方程式4NH4(g)+5O2(g)⇌3NO(g)+6H2O(g)ΔH=﹣905.6kJ⋅ml﹣1可知,生成4mlNO放出的热量为905.2kJ=90.59kJ;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡的计算,为高频考点,把握化学平衡三段法、速率及转化率的计算为解答关键,侧重分析与计算能力的考查,题目难度不大。
10.(3分)一定温度下,对于可逆反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)(正反应放热)的下列叙述,不能说明反应已达化学平衡状态的是( )
A.恒容容器内混合气体的密度不再变化
B.NH3的生成速率与H2的生成速率之比为2:3
C.恒压容器内混合气体的总物质的量不再变化
D.单位时间内断裂amlN≡N键,同时断裂6amlN﹣H键
【分析】可逆反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,反应体系中各物质的物质的量、物质的量浓度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不变。
【解答】解:A.反应前后气体总质量不变,所以密度始终不变,故A错误;
B.AB3的生成速率与B2的生成速率之比为7:3,正逆反应速率相等,故B正确;
C.反应前后气体总物质的量减小,说明反应达到平衡状态;
D.单位时间内断裂a ml N≡N键,正逆反应速率相等,故D正确;
故选:A。
【点评】本题考查化学平衡状态判断,抓住“变量”不再改变才能作为平衡状态判断依据,侧重考查学生分析判断能力,题目难度不大。
11.(3分)如图所示为NH3﹣O2燃料电池装置,下列说法错误的是( )
A.电池工作时,O2得到电子,发生还原反应.
B.电极b上的电极反应式为2NH3+6OH﹣﹣6e﹣═N2+6H2O
C.燃料电池可以把化学能全部转化为电能
D.电池工作时,溶液中的Na+向电极a迁移
【分析】由图可知,氮元素价态升高失电子,故b极为负极,电极反应式为2NH3+6OH﹣﹣6e﹣=N2+6H2O,a极为正极,电极反应式为O2+4e﹣+2H2O=4OH﹣,据此作答。
【解答】解:A.电池工作时,a极为正极,O2得到电子,发生还原反应;
B.b极为负极,电极反应式为2NH2+6OH﹣﹣6e﹣=N3+6H2O,故B正确;
C.能量转化率无法达到百分之百,故C错误;
D.电池工作时,阳离子(Na+)向正极(a极)移动,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查原电池原理和电解池原理,题目难度中等,能依据图象和信息准确判断正负极是解题的关键,难点是电极反应式的书写。
12.(3分)25℃时,向20mL 0.1ml/L NaOH溶液中逐滴加入0.1ml/L醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该NaOH溶液中水电离出的c(OH﹣)=1×10﹣12ml/L
B.M点时,c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(OH﹣)>c(H+)
C.P点时,c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
D.N点对应的横坐标是20
【分析】A.氢氧根离子抑制了水的电离,氢氧化钠溶液中的氢离子来自水的电离;
B.M点溶液呈碱性,结合电荷守恒分析;
C.P点溶质为等浓度的醋酸钠和醋酸,结合物料守恒分析;
D.若N点对应的横坐标是20时,反应后溶质为醋酸钠,溶液呈碱性。
【解答】解:A.0.1ml/L NaOH溶液中﹣抑制了水的电离,溶液中H+来自水的电离,则该NaOH溶液中水电离出的c(OH﹣)=c(H+)=6×10﹣13ml/L,故A错误;
B.M点溶液呈碱性﹣)>c(H+),结合电荷守恒可知:c(CH3COO﹣)<c(Na+),正确的离子浓度大小为:c(Na+)>c(CH3COO﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故B错误;
C.P点加入40mL等浓度的醋酸溶液,结合物料守恒可知:c(CH3COO﹣)+c(CH3COOH)=2c(Na+),故C正确;
D.若N点对应的横坐标是20,醋酸根离子水解溶液呈碱性,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查酸碱混合的定性判断,题目难度中等,明确电荷守恒、物料守恒为解答关键,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,试题侧重考查学生的分析能力及灵活应用基础知识的能力。
13.(3分)在25℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10﹣10,Ksp(AgI)=1.5×10﹣16,下列叙述正确的是( )
A.饱和AgCl、AgI溶液中所含Ag+的浓度相同
B.向饱和AgCl溶液中加入盐酸,Ksp变大
C.向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,白色沉淀转化为黄色
D.向含相同物质的量浓度的Cl﹣和I﹣的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,Cl﹣先沉淀
【分析】A.因为Ksp(AgCl)≠Ksp(AgI),因此饱和AgCl、AgI溶液中所含Ag+的浓度不同;
B.Ksp只与温度有关;
C.一般情况下,难溶的物质能转化为更难溶的物质;
D.AgI的溶度积小于AgCl的溶度积,因此向含相同物质的量浓度的Cl﹣和I﹣的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,I﹣先沉淀。
【解答】解:A.因为Ksp(AgCl)≠Ksp(AgI),因此饱和AgCl+的浓度不同,故A错误;
B.Ksp只与温度有关,因此向饱和AgCl溶液中加入盐酸,Ksp不变,故B错误;
C.一般情况下,AgI的溶度积小于AgCl的溶度积,因此向AgCl的悬浊液中加入KI溶液,故C正确;
D.AgI的溶度积小于AgCl的溶度积﹣和I﹣的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,I﹣先沉淀,故D错误;
故选:C。
【点评】本题主要考查沉淀溶解平衡,为高频考点,题目难度一般。
14.(3分)不同温度下水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中Kw的大小关系:E>A>D
B.B点的pH=6,显酸性
C.若处在C点时,将pH=3的盐酸与pH=11的NaOH等体积混合后,溶液呈中性
D.向水中加入少量NaOH溶液可实现从A点到E点的变化
【分析】A.A、D、E都处于25℃时,Kw相等,然后比较B、E两点的c(H+)和c(OH﹣)的大小,依次比较Kw的大小;
B.B点温度高于A点,升温促进水的电离,氢离子浓度增大,但水电离出的c(H+)=c(OH﹣),结合Kw计算氢离子浓度得到pH;
C.C点温度高于25℃,低于100℃,10﹣14<Kw<10﹣12,25℃时,将pH=3的盐酸与pH=11的NaOH等体积混合后,溶液呈中性;
D.从A点到E点,Kw不变,温度不变,但溶液由中性变为碱性。
【解答】解:A.A、D、E都处于25℃时,Kw相等,B点c(H+)和c(OH﹣)都大于E点的c(H+)和c(OH﹣),并且C点的c(H+)和c(OH﹣)大于A点c(H+)和c(OH﹣),c(H+)和c(OH﹣)越大,Kw越大,故B>C>A=D=E;
B.B点时温度为100℃+)=c(OH﹣)=10﹣6ml/L,pH=6,故B错误;
C.25℃时,溶液呈中性,低于100℃﹣14<Kw<10﹣12,若处在C点时,将pH=3的盐酸与pH=11的NaOH等体积混合后,故C错误;
D.从A点到E点,Kw不变,温度不变,向水中加入少量NaOH溶液可实现从A点到E点的变化;
故选:D。
【点评】本题考查水的电离平衡移动问题,结合图象判断并分析溶液在不同温度下的Kw,做题时注意根据图象比较c(H+)和c(OH﹣)的大小,题目难度不大。
15.(3分)下列说法正确的是( )
A.室温下,向醋酸溶液中滴入醋酸铵溶液的pH变化曲线如图Ⅰ,c点pH大于7
B.2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)中SO2的转化率随温度、压强的变化曲线如图Ⅱ,其中:Y1>Y2
C.室温下,相同体积盐酸、醋酸溶液加水稀释的pH变化曲线如图Ⅲ,M代表醋酸
D.室温向冰醋酸中加水后溶液导电能力变化曲线如图Ⅳ,醋酸的电离程度:b>c
【分析】A.向醋酸溶液中滴加醋酸铵溶液,醋酸铵的加入会抑制醋酸电离,溶液pH增大;
B.题目中X应为温度,Y应为压强,二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动;
C.pH相同,体积相同的盐酸和醋酸溶液,加水稀释后醋酸电离程度增大,pH变化慢;
D.向冰醋酸中加水,开始由于醋酸电离程度增大,使得导电能力增强,后来加入的水越来越多,离子浓度下降,导电能力下降。
【解答】解:A.向醋酸溶液中滴加醋酸铵溶液,溶液pH增大,醋酸铵水解显中性,故A错误;
B.题目中X应为温度,二氧化硫与氧气反应生成三氧化硫的反应是气体体积减小的反应,平衡正向移动,故Y1>Y2,故B正确;
C.pH相同,加水稀释后醋酸电离程度增大,盐酸已完全电离,故M代表盐酸;
D.向冰醋酸中加水,使得导电能力增强,离子浓度下降,但是醋酸的电离程度是逐渐增大的;
故选:B。
【点评】本题考查弱电解质的电离,侧重考查图象分析判断及知识综合运用能力,明确弱电解质电离特点、盐类水解原理、图中各点溶液中溶质成分及其性质是解本题关键,D为解答易错点。
二、非选择题(本题包括5小题,共55分)
16.(13分)如图为长式周期表的一部分,其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题:
(1)写出元素m的一价离子的核外电子排布式: 1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 。
(2)在标号的主族元素中,电负性最大的是 O (填元素符号)
(3)元素e、h、j的气志氢化物热稳定性由强到弱的顺序为: H2O>H2S>PH3 (填化学式)。
(4)j元素最高价氧化物分子的中心原子的杂化轨道类型为 sp2 。
(5)h的最简单氢化物的分子空间构型为 三角锥形 。
(6)已知周期表中存在对角相似规则,如b与g在周期表中处于对角线位置则化学性质相似,b的氧化物、氢氧化物也有两性 Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O 。
(7)m和n比较:第一电离能I1(m) 小于 I1(n)(填“大于”或“小于”),原因是 Zn原子的4s能级处于全充满状态,较稳定 。
【分析】由元素在周期表中位置,可知a为H、b为Be、d为B、e为O、f为Na、g为Al、h为P、j为S、k为Ar、m为Cu,n为Zn。据此作答。
【解答】解:(1)为Cu,处于第四周期IB族+,Cu+的核外电子排布式为1s22s22p73s28p63d10,
故答案为:8s22s62p68s23p33d10或[Ar]3d10;
(2)同周期自左而右电负性增大,同主族自上而下电负性减小,
故答案为:O;
(3)元素的非金属性O>S>P,故氢化物稳定性H4O>H2S>PH3,
故答案为:H4O>H2S>PH3;
(4)j是S,最高价氧化物是SO7,中心原子价层电子对数=,所以中心原子的杂化轨道类型为sp2,
故答案为:sp5;
(5)h是P,最简单氢化物是PH3,中心原子价层电子对数=,所以分子空间构型是三角锥形,
故答案为:三角锥形;
(6)b的氢氧化物为Be(OH)5,与氢氧化铝的性质相似,f的氢氧化物为NaOH2BeO2和水,反应方程式为Be(OH)6+2NaOH=Na2BeO2+2H2O,
故答案为:Be(OH)6+2NaOH=Na2BeO5+2H2O;
(7)m是Cu,价层电子排布式为6d104s1;n是Zn,价层电子排布式为5d104s2,由于Zn原子的5s能级处于全充满状态,较稳定1(m)>I1(n),
故答案为:小于;Zn原子的5s能级处于全充满状态。
【点评】本题考查元素周期表与元素周期律,熟记常见元素在周期表中位置,熟练掌握元素周期律与元素化合物知识,注意同周期主族元素第一电离能变化异常情况。
17.(10分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO自发的转变成CO2和N2。其化学方程式如下:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。为了测定在催化剂甲作用下的反应速率,在t℃时用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答以下各题,均不考虑温度变化对催化效率的影响:
(1)求2s内的平均反应速率v(CO2) 3.75×10﹣4ml•L﹣1•s﹣1 。
(2)计算该温度下的反应平衡常数K =5×103 。
(3)假设在某密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 cd 。
a.选用更有效的催化剂
b.升高反应体系的温度
c.缩小容器的体积
d.降低反应体系的温度
(4)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂表面积可提商化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验
①请在空格中填入剩余的实验条件数据 280 。
②请在给出的坐标图中,画出上表中Ⅱ和Ⅲ条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明曲线的实验编号 。
【分析】(1)根据表中数据,2s内的平均反应速率v(NO)==3.75×10﹣4ml•L﹣1•s﹣1,同一反应不同物质表示的速率比值等于系数之比;
(2)根据表中数据可知,该反应达到平衡时c(NO)=1.00×10﹣4ml⋅L﹣1,c(CO)=2.70×10﹣3ml⋅L﹣1,则转化了9×10﹣4ml•L﹣1,则平衡时c(CO2)=9×10﹣4ml•L﹣1,c(N2)=4.5×10﹣4ml•L﹣1,故该温度下的反应平衡常数K===5×103(L/ml);
(3)a.选用更有效的催化剂,缩短达到平衡的时间,平衡不移动;
b.该反应是熵减过程,反应能自发进行则该过程焓减,即ΔH<0,故升高反应体系的温度,平衡逆向移动;
c.缩小容器的体积,平衡朝体积减小方向移动,即正向移动;
d.该反应是熵减过程,反应能自发进行则该过程焓减,即ΔH<0,降低反应体系的温度,平衡正向移动;
(4)①根据探究实验单一变量原则,结合表中数据分析,实验Ⅰ、Ⅱ催化剂的比表面积不同,则二者温度应相同,故剩余的实验条件数据为280;
②实验Ⅱ和Ⅲ条件下,NO的起始浓度相同,催化剂的比表面积相同,实验Ⅲ的温度较高,反应速率较快,较早达到平衡,根据前文第3小题分析,温度升高,该反应的平衡朝逆向移动,则平衡时实验Ⅲ中的NO浓度较大,画线如图:
。
【解答】解:(1)根据表中数据,2s内的平均反应速率v(NO)=﹣4ml•L﹣1•s﹣4,同一反应不同物质表示的速率比值等于系数之比,则v(CO2)=v(NO)=3.75×10﹣4ml•L﹣1•s﹣1,
故答案为:8.75×10﹣4ml•L﹣1•s﹣4;
(2)根据表中数据可知,该反应达到平衡时c(NO)=1.00×10﹣4ml⋅L﹣5,c(CO)=2.70×10﹣3ml⋅L﹣7,则转化了9×10﹣4ml•L﹣3,则平衡时c(CO2)=9×10﹣5ml•L﹣1,c(N2)=4.5×10﹣4ml•L﹣6,故该温度下的反应平衡常数K===5×105(L/ml),
故答案为:=5×103;
(3)a.选用更有效的催化剂,缩短达到平衡的时间,不能提高NO转化率;
b.该反应是熵减过程,反应能自发进行则该过程焓减,故升高反应体系的温度,不能提高NO转化率;
c.缩小容器的体积,平衡朝体积减小方向移动,能提高NO转化率;
d.该反应是熵减过程,反应能自发进行则该过程焓减,降低反应体系的温度,能提高NO转化率;
故答案为:cd;
(4)①根据探究实验单一变量原则,结合表中数据分析、Ⅱ催化剂的比表面积不同,故剩余的实验条件数据为280,
故答案为:280;
②实验Ⅱ和Ⅲ条件下,NO的起始浓度相同,实验Ⅲ的温度较高,较早达到平衡,温度升高,则平衡时实验Ⅲ中的NO浓度较大
,
故答案为:。
【点评】本题考查化学平衡计算,题目难度中等,涉及化学反应速率、化学平衡常数、化学平衡的影响因素等知识,试题培养了学生的化学计算能力.
18.(10分)Ⅰ、根据表中数据(常温下),完成下列填空。
(1)常温下,NaCN溶液呈 碱 (填“酸”、“碱”或“中”)性,其原因是 CN﹣+H2O⇌HCN+OH﹣ (用离子方程式表示)。
(2)常温下,浓度均为0.1ml⋅L﹣1的下列4种溶液:
①CH3COONa溶液,
②NaCN溶液,
③NaHCO3溶液,
④NaClO溶液;
这4种溶液pH由大到小的顺序是 ②>④>③>① (填序号)。
(3)常温下,Na2SO3溶液中c(OH﹣)﹣c(H+)=c()+ 2c(H2SO3) 。
Ⅱ、我国《生活饮用水卫生标准》中规定生活用水中镉的排放量不超过0.005mg⋅L﹣1。处理含镉废水可采用化学沉淀法。已知:Ksp(CdS)=8.0×10﹣27;回答下列问题:
(4)向某含镉废水中加入Na2S,当S2﹣浓度达到8.0×10﹣8ml﹣1⋅L﹣1时,废水中Cd2+的浓度为 1×10−19 ml⋅L﹣1,此时是否符合生活饮用水卫生标准 是 (填“是”或“否”)。
【分析】(1)常温下,NaCN溶液中CN﹣水解,溶液呈碱性;
(2)根据对应酸越弱,离子水解程度越大,其碱性越强;
(3)常温下,Na2SO3的质子守恒是c(OH﹣)=c(H+)+c()+2c(H2SO3);
(4)向某含镉废水中加入Na2S,当S2−浓度达到8.0×10−8 ml•L−1时,则废水中Cd2+的浓度为Ksp(CdS)=8.0×10−27=c(S2−)•c(Cd2+)=8.0×10−8×c(Cd2+),解得c(Cd2+)=1.0×10−19ml•L−1,镉的排放量为。
【解答】解:(1)常温下,NaCN溶液中CN﹣水解,方程式为CN﹣+H2O⇌HCN+OH﹣,溶液呈碱性,
故答案为:碱;CN﹣+H2O⇌HCN+OH﹣;
(2)根据对应酸越弱,离子水解程度越大,根据电离常数得到酸的强弱是CH7COOH>H2CO3>HClO>HCN,则盐溶液碱性强弱顺序 5>CH3COONa,则这4种溶液pH由大到小的顺序是②>④>③>①,
故答案为:②>④>③>①;
(3)常温下,Na5SO3的质子守恒是c(OH﹣)=c(H+)+c()+6c(H2SO3),从而得到c(OH﹣)−c(H+)=c()+2c(H2SO6),
故答案为:2c(H2SO2);
(4)向某含镉废水中加入Na2S,当S2−浓度达到7.0×10−8 ml•L−7时,则废水中Cd2+的浓度为Ksp(CdS)=8.7×10−27=c(S2−)•c(Cd2+)=5.0×10−8×c(Cd3+),解得c(Cd2+)=1.8×10−19ml•L−1,镉的排放量为,小于规定生活用水中镉的排放量不超过3.005mg•L−1,是否符合生活饮用水卫生标准,
故答案为:1×10−19;是。
【点评】本题考查弱电解质的电离,侧重考查学生微粒浓度关系的掌握情况,试题难度中等。
19.(10分)现用盐酸标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。实验操作如下:
①向溶液中加入2~3滴指示剂,②取20.0mL标准溶液放入锥形瓶中,③用氢氧化钠溶液滴定至终点,⑥配制250mL0.1ml⋅L﹣1标准溶液,⑥根据实验数据计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。
(1)实验过程中正确的操作顺序是 ⑤②①③④⑥ (填序号),用 酚酞 作指示剂。
(2)滴定并记录V(NaOH)的初、终读数,数据记录如表所示:
某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为V(NaOH)=mL=20.20mL,他的计算结果 不合理 (填“合理”或“不合理”),理由是 第3次滴定时消耗NaOH溶液的体积明显偏大,该值应合去 。
(3)测定NaOH溶液的物质的量浓度为 0.2ml/L 。
【分析】本实验是用已知浓度的盐酸测定待测NaOH溶液的浓度,采用未知滴定已知的实验方法;实验操作时,应选择酚酞作指示剂,同时注意操作的规范化。
【解答】解:(1)实验过程中,应先配制盐酸标准溶液 mL标准溶液放入锥形瓶、用氢氧化钠溶液滴定至终点、根据实验数据计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度;因为用强碱滴定强酸,可选用酚酞作指示剂,
故答案为:⑤②①③④⑥;酚酞;
(2)他的计算式是取4次实验结果的平均值,没有考虑第3次实验结果的偏差过大,理由是:第2次实验NaOH溶液的体积明显偏大,应舍去,
故答案为:不合理;第3次滴定时消耗NaOH溶液的体积明显偏大;
(3)去掉第3次实验的数据后算得到平均消耗NaOH溶液的体积为,则c(NaOH)=,
故答案为:0.2ml/L。
【点评】本题考查酸碱中和滴定,侧重考查学生滴定操作的掌握情况,试题比较简单。
20.(12分)我国积极推进绿色低碳发展,承诺力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和,下列是我国科学家提出回收利用CO2的两种方案。
方案一:CO2催化氢化制甲烷
(1)已知:①CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)ΔH1=﹣802.3kJ•ml﹣1
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH2=﹣484.6kJ•ml﹣1
则反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)ΔH= ﹣166.9kJ•ml﹣1 。
(2)在一定压强、不同温度下,某催化剂催化CO2甲烷化,反应2小时,测得CO2的转化率和甲烷化选择性随温度变化的曲线如图所示。甲烷化选择性:指含碳产物中甲烷的物质的量分数。请据图分析:
①当温度超过400℃时,CO2转化率下降的原因可能为 升高温度,催化剂活性降低,反应速率减小,转化率下降 。
②实验时,检测密闭容器中产物,发现当温度超过450℃时2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH>0。若保持温度不变,欲提高甲烷化选择性的措施是 改用更高效的催化剂或增大压强 。
方案二:CO2催化氢化制甲醛
(3)在某催化剂作用下,CO2氢化制甲醛的反应为:CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)ΔH=﹣6kJ•ml﹣1。
①一定条件下,向某恒温恒容的密闭容器中充入一定量CO2和H2的混合气体,下列叙述能说明反应已达到平衡状态的是 bc (填标号)。
a.气体的密度不变
b.HCHO的浓度保持不变
c.混合气体的平均相对分子质量不变
d.单位时间内,断裂1mlH﹣H键,同时生成1mlH﹣O键
②实验室模拟上述合成HCHO的实验。T1℃时,将CO2与H2按体积比1:2充入2L的密闭容器中,每隔一定时间测得容器内混合气体压强如表所示:
已知:。为用B物质的分压变化表示Δt时间内反应的平均反应速率,B物质的分压p(B)(总)×气体B的物质的量分数。0~10min内该反应的平均反应速率vp(H2)为 0.024 kPa•min﹣1。该温度下,平衡时,Kp= 3.5kPa﹣1 (保留小数点后一位)。
【分析】(1)根据盖斯定律,2×②﹣①可得CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g),ΔH=2ΔH2﹣ΔH1,据此计算;
(2)①CO2转化率下降可能是:升高温度,催化剂活性降低,反应速率减小;②因为副反应前后气体体积不变,而甲烷化反应时气体体积减小;
(3)①气体密度在反应过程中没有变化;H﹣H键的断裂与H﹣O键的生成均为正反应方向,因此无法判断平衡,故ad错误;CO2氢化制甲醛是气体体积减小的反应,且反应放热,据此分析bc;
②T1℃时,将CO2与H2按体积比1:2充入2L的密闭容器中,容器内总压强为1.2kPa,则CO2分压为1.2kPa×=0.4kPa,H2的分压为1.2kPa×=0.8kPa,同温同容条件下,压强之比等于物质的量之比,可得三段式
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)
起始 0.4 0.8 0 0
转化 x 2x x x
终止 0.4﹣x 0.8﹣2x x x
10min后,0.4﹣x+0.8﹣2x+x+x=1.08,计算可得:x=0.12,
由表中数据可知,30min达到平衡,容器内总压强为0.96kPa,则
CO2(g)+2H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)
起始 0.4 0.8 0 0
转化 y 2y y y
终止 0.4﹣y 0.8﹣2y y y
平衡时,0.4﹣y+0.8﹣2y+y+y=0.96,此时y=0.24,此时CO2、H2、HCHO和H2O的分压分别为0.16、0.32、0.24、0.24,计算即可。
【解答】解:(1)根据盖斯定律,2×②﹣①可得CO2(g)+6H2(g)⇌CH4(g)+6H2O(g),ΔH=2ΔH7﹣ΔH1=(﹣484.6kJ•ml﹣4)×2﹣(﹣802.3kJ•ml﹣4)=﹣166.9kJ/ml,
故答案为:﹣166.9kJ•ml﹣8;
(2)①CO2转化率下降可能是:升高温度,催化剂活性降低,转化率下降,
故答案为:升高温度,催化剂活性降低,转化率下降;
②因为副反应前后气体体积不变,而甲烷化反应时气体体积减小,
故答案为:改用更高效的催化剂或增大压强;
(3)①气体密度在反应过程中没有变化;H﹣H键的断裂与H﹣O键的生成均为正反应方向,故ad错误2氢化制甲醛是气体体积减小的反应,且反应放热,或气体的平均相对分子质量不再减小均可判断平衡,
故答案为:bc;
②T3℃时,将CO2与H2按体积比2:2充入2L的密闭容器中,容器内总压强为8.2kPa2分压为4.2kPa×=0.4kPa,H4的分压为1.2kPa×=0.2kPa,压强之比等于物质的量之比
CO2(g)+2H8(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)
起始 0.4 0
转化 x x
终止 0.6﹣x x x
10min后,0.4﹣x+3.8﹣2x+x+x=6.08,0﹣10min内该反应的平均反应速率vp(H2)===5.024kPa•min﹣1,
由表中数据可知,30min达到平衡,则
CO2(g)+8H2(g)⇌HCHO(g)+H2O(g)
起始 7.4 0
转化 y 3y y
终止 0.4﹣y y y
平衡时,2.4﹣y+0.4﹣2y+y+y=0.96,此时CO4、H2、HCHO和H2O的分压分别为7.16、0.32、0.24p==kPa﹣3≈3.5kPa﹣5,
故答案为:0.024;3.4kPa﹣1。
【点评】本题考查化学平衡计算,为高频考点和高考常考题型,明确化学平衡及其影响因素、盖斯定律的计算应用为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用,试题培养了学生的分析能力及综合应用能力,题目难度中等。
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0
2
4
5
c(NO)/ml⋅L﹣1
1.00×10﹣3
2.50×10﹣4
1.00×10﹣4
1.00×10﹣4
c(CO)/ml⋅L﹣1
3.60×10﹣3
2.85×10﹣3
2.70×10﹣3
2.70×10﹣3
实验编号
T/℃
NO初始浓度ml⋅L﹣1
CO初始浓度ml⋅L﹣1
催化剂的比表面积m2⋅g﹣1
Ⅰ
280
1.20×10﹣3
5.80×10﹣3
82
Ⅱ
1.20×10﹣3
5.80×10﹣3
124
Ⅲ
350
1.20×10﹣3
5.80×10﹣3
124
物质
CH3COOH
NH3⋅H2O
HCN
HClO
H2CO3
H2SO3
电离常数(Ka)
1.7×10﹣5
1.7×10﹣5
4.9×10﹣10
3×10﹣8
Ka1=4.3×10﹣7Ka2=5.6×10﹣11
Ka1=1.5×10﹣2Ka2=1.0×10﹣7
滴定次数
1
2
3
4
V(H2SO4)/mL
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)/mL(初读数)
0.10
0.30
0.00
0.20
V(NaOH)/mL(终读数)
20.08
20.30
20.80
20.22
V(NaOH)/mL(消耗)
19.98
20.00
20.80
20.02
时间/min
0
10
20
30
40
50
压强/kPa
1.2
1.08
1.00
0.96
0.96
0.96
时间/s
0
2
4
5
c(NO)/ml⋅L﹣1
1.00×10﹣3
2.50×10﹣4
1.00×10﹣4
1.00×10﹣4
c(CO)/ml⋅L﹣1
3.60×10﹣3
2.85×10﹣3
2.70×10﹣3
2.70×10﹣3
实验编号
T/℃
NO初始浓度ml⋅L﹣1
CO初始浓度ml⋅L﹣1
催化剂的比表面积m2⋅g﹣1
Ⅰ
280
1.20×10﹣3
5.80×10﹣3
82
Ⅱ
1.20×10﹣3
5.80×10﹣3
124
Ⅲ
350
1.20×10﹣3
5.80×10﹣3
124
物质
CH3COOH
NH3⋅H2O
HCN
HClO
H2CO3
H2SO3
电离常数(Ka)
1.7×10﹣5
1.7×10﹣5
4.9×10﹣10
3×10﹣8
Ka1=4.3×10﹣7Ka2=5.6×10﹣11
Ka1=1.5×10﹣2Ka2=1.0×10﹣7
滴定次数
1
2
3
4
V(H2SO4)/mL
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)/mL(初读数)
0.10
0.30
0.00
0.20
V(NaOH)/mL(终读数)
20.08
20.30
20.80
20.22
V(NaOH)/mL(消耗)
19.98
20.00
20.80
20.02
时间/min
0
10
20
30
40
50
压强/kPa
1.2
1.08
1.00
0.96
0.96
0.96
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