2023-2024学年上海市青浦高中高二(上)期末化学模拟试卷含答案
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这是一份2023-2024学年上海市青浦高中高二(上)期末化学模拟试卷含答案,共26页。试卷主要包含了阅读下列材料,完成5~7题等内容,欢迎下载使用。
1.(2分)在气体反应中,能使反应物活化分子百分数增大的方法是( )
①增大反应物的浓度
②增大压强
③升高温度
④移去生成物
⑤加入催化剂
A.③④B.③⑤C.②③D.②⑤
2.(2分)合成氨工业中(参考如图)采用了循环操作,主要是为了( )
A.降低氨的沸点
B.提高氮气和氢气的利用率
C.提高平衡混合物中氨的含量
D.增大化学反应速率
3.(2分)下列反应可能属于吸热反应的是( )
A.甲烷与氧气反应B.碳酸钙分解反应
C.KOH与稀硫酸反应D.铁丝与氯气反应
4.(2分)下列有关化学反应速率和限度的说法中不正确的是( )
A.在金属钠与水的反应中,增加水的量能加快反应速率
B.实验室用H2O2分解制O2,加入MnO2后,反应速率明显加快
C.一定条件下,反应2SO2+O2⇌2SO3中,SO2不能全部转化为SO3
D.实验室用碳酸钙和盐酸反应制取CO2,若将块状的碳酸钙粉碎,则反应速率加快
5.(2分)阅读下列材料,完成5~7题:
氮是参与生命活动的重要元素。氮在大气圈、水圈和生物圈中进行元素循环。氨是一种重要的化工原料,主要用于化肥工业,也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业;合成氨反应中,N2(g)与足量H2(g)反应生成1mlNH3(g)放出46kJ的热量,实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气,同时生成CaCl2。肼(N2H4)是一种良好的液体燃料。
下列化学反应表示正确的是( )
A.用过量氨水吸收废气中的SO2:NH3•H2O+SO2=HSO3−+NH4+
B.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气:NO+NO2+2OH﹣=2NO2−+H2O
C.合成氨反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)ΔH=﹣46kJ•ml﹣1
D.铜粉和稀硝酸反应:4H++2NO3−+Cu=Cu2++2NO2↑+2H2O
6.(2分)不同温度下水的电离平衡常数为K(25℃)=1.0×10﹣24,K(35℃)=2.1×10﹣24,则下列正确的是( )
A.c(H+)随温度的升高而降低
B.水的电离过程是吸热的
C.水的电离平衡常数与浓度、温度有关
D.在35℃时,c(H+)>c(OH﹣)
7.(2分)常温下,下列事实不能说明某一元酸HX是弱酸的是( )
A.0.1ml•L﹣1HX溶液pH=4
B.NaX和H3PO4反应,生成HX
C.0.1ml•L﹣1HX溶液比0.1ml•L﹣1硝酸导电能力弱
D.10mL0.1ml•L﹣1NaOH溶液与10mL0.1ml•L﹣1HX溶液恰好中和
8.(2分)25℃、1.01×105Pa时,反应2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g)△H=+56.76kJ•ml﹣1,该反应能自发进行的原因是( )
A.熵增大效应大于热效应
B.是熵减少的反应
C.是放热反应
D.是吸热反应
9.(2分)硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化过程如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.反应过程中,CuCl2、FeCl3可以循环利用
B.反应的总方程式为:2H2S+O2催化剂¯2S↓+2H2O
C.由图示的转化可得出:氧化性的强弱顺序为O2>Cu2+>S
D.保持溶液中Fe3+的量不变,反应中消耗标况下22.4L的O2,可以生成64g硫
10.(2分)能促进水的电离平衡,并使溶液中的c(OH﹣)>c(H+)的操作是( )
A.将水加热煮沸
B.向水中通入NH3
C.向水中滴加AlCl3溶液
D.将Na2CO3固体溶于水
11.(2分)下列说法不能用勒夏特列原理解释的是( )
A.实验室用排饱和食盐水法收集氯气
B.振摇后打开可乐瓶盖,观察到大量气泡产生
C.工业合成SO3选用V2O5作催化剂
D.粽红色NO2加压后颜色先变深后变浅
12.(2分)25℃时,物质的量浓度相同的以下溶液:①CH3COONH4②(NH4)2SO4③NH4HSO4④NH4Cl,c(NH4+)大小比较,正确的是( )
A.①>②>③>④B.②>③>④>①C.②>③>①>④D.③>②>①>④
13.(2分)常温下,1ml化学键形成(或断裂)的能量变化用E表示.根据表中信息判断,下列说法正确的是( )
A.H2(g)+Cl2(g)=2HCl (g)△H=+247 kJ•ml﹣1
B.H (g)+Cl (g)→HCl (g)△△H=+432 kJ•ml﹣1
C.1 ml H2(g) 与1 ml Cl2(g) 的总能量高于2 ml HCl (g) 的总能量
D.用电子式表示HCl的形成过程
14.(2分)下列有关能量的判断或表示方法正确的是( )
A.从C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9 kJ•ml﹣1,可知金刚石比石墨更稳定
B.相同条件下,等物质的量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量更多
C.由H+(aq)+OH﹣(aq)=H2O(l)△H=﹣57.3 kJ•ml﹣1,可知:含1 mlCH3COOH的溶液与含1 mlNaOH的溶液混合,放出热量等于57.3 kJ
D.2gH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2 H2O(l)△H=﹣285.8 kJ•ml﹣1
15.(2分)我国科学家最近开发新催化剂(P/CuSAS@CN)高效电还原CO2制备C2H6,化学原理是2CO2(g)+7H2(g)⇌C2H6(g)+4H2O(g)ΔH<0,下列说法错误的是( )
A.P/CuSAS@CN能降低该反应的活化能
B.当CO2的消耗速率与H2的生成速率之比等于2:7时,反应已达平衡
C.当水蒸气浓度为CO2浓度的2倍时,反应已达平衡状态
D.该反应在低温下能自发进行
16.(2分)某溶液中存在大量的OH﹣、Na+、SO42−,该溶液中还可能大量存在的离子是( )
A.Al3+B.Ba2+C.NH4+D.CO32ˉ
17.(2分)常温下0.1ml/L的H2A溶液中H2A、HA﹣、A2﹣ 三者中所占物质的量分数随pH变化的关系如图所示。下列表述正确的是( )
A.在含H2A、HA﹣、A2﹣的溶液中,通入少量HCl,HA﹣的物质的量分数一定变大
B.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(HA﹣)+c(A2﹣)+c(OH﹣)
C.在0.1ml/L NaHA 溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA﹣)>c(H+)>c(A2﹣)>c(OH﹣)
D.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液pH恰好为4.2
18.(2分)电喷雾电离等方法得到的M+(Fe+、C+或Ni+等)均与O3反应可得MO+。在一定条件下,MO++CH4=M++CH3OH,直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢。MO+与CH4或CT4体系的能量随反应进程的变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.该反应是放热反应
B.步骤Ⅰ和步骤Ⅱ中氢原子的成键方式均发生了变化
C.MO+与CT4反应的能量变化为曲线c
D.相同情况下,MO+与CHT3反应,氚代甲醇CT3OH的产量大于CHT2OT
19.(2分)常温下,向10mL 0.1ml•L﹣1KCl溶液和10mL 0.1ml•L﹣1K2CrO4溶液中分别滴加0.1ml•L﹣1A gNO3溶液。滴加过程中pM[表示﹣lgc(Cl﹣)或﹣lgc(CrO42−)]与所加AgNO3溶液体积之间的关系如图所示。已知Ag2CrO4为砖红色沉淀,下列说法不合理的是( )
A.bc所在曲线对应K2CrO4溶液
B.常温下,Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl)
C.溶液中c(Ag+)的大小:a点>b点
D.用0.1ml•L﹣1AgNO3标准液滴定上述KCl、K2CrO4溶液时,Cl﹣先沉淀
20.(2分)下列关于物质或离子检验的叙述正确的是( )
A.在溶液中加KSCN,溶液显红色,证明原溶液中有Fe3+,无Fe2+
B.在溶液中滴加盐酸酸化,在滴加硝酸钡溶液,若有白色沉淀生成则含有SO42−
C.灼烧白色粉末,火焰成黄色,证明原粉末中有Na+,无K+
D.将气体通入澄清石灰水,溶液变浑浊,证明原气体可能是CO2
二.实验题(共4小题)
21.按要求填空。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是 ;属于氧化还原的放热反应是 。
①煅烧石灰石
②甲醇燃烧
③制水煤气
④生石灰与水反应
⑤酸碱中和
(2)1g液态甲醇(CH3OH)完全燃烧,生成CO2气体和液态水,放出akJ热量。写出甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
(3)依据氧化还原反应:2Ag++Cu═Cu2++2Ag设计一个原电池,并在如图框中画出装置 。
(4)用锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,工作一段时间,锌片的质量减少了3.25g,则铜表面析出了氢气 L(标准状况)。
22.乙醇﹣水蒸气催化重整制氢过程发生的主要反应如下:
i.C2H5OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g)ΔH1
ii.CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ•ml﹣1
在1.0×105Pa时,向恒压密闭容器中通入1mlC2H5OH和3mlH2O,若仅考虑上述反应,平衡时CO2和CO的选择性及H2的产率随温度的变化如图所示。
[CO的选择性=n生成(CO)n生成(CO2)+n生成(CO)×100%]
回答下列问题:
(1)物质的标准摩尔生成焓是指由最稳定的单质合成标准压力pΘ下单位物质的量的物质的反应焓变,用符号△fH mθ表示。
已知18g液态水气化需要吸收44kJ的能量,则ΔH1= kJ•ml﹣1
(2)已知曲线②代表H2的产率,温度在100~200℃时,H2的产率很低,原因是 。
(3)下列措施可提高H2平衡产率的是 。
a.高温高压
b.低温高压
c.使用高效催化剂
d.及时分离CO2
(4)500℃、1.0×105Pa条件下,反应经过t分钟达到平衡,H2的产率为80%,则C2H5OH的反应速率为 kPa•min﹣1(保留小数点后一位),反应ii的物质的量分数平衡常数Kx的值为 。
(5)乙醇重整制氢两条途径的机理如图,C/SiO2、C/Al2O3和C/MgO催化剂(酸性Al2O3>MgO>SiO2)在反应中表现出良好的催化活性和氢气选择性,但经长期反应后,催化剂表面均发现了积碳,积碳量C/Al2O3>C/MgO>C/SiO2。试分析Al2O3表面的积碳量最大的原因 。
23.(1)下列物质的水溶液因水解而呈碱性的是 。
A.Na2S
B.NH3
C.KOH
D.NH4Cl
(2)0.1ml•L﹣1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,要使溶液中c(H+)c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是 。
①加少量烧碱固体
②升高温度
③加少量冰醋酸
④加水
A.②③
B.②④
C.①④
D.①③
(3)氢氰酸(HCN)的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是 。
A.1ml•L﹣1氢氰酸(HCN)溶液的pH约为3
B.HCN易溶于水
C.10mL1ml•L﹣1HCN恰好与10mL1ml•L﹣1NaOH溶液完全反应
D.HCN溶液的导电性比强酸溶液的弱
(4)溶液的pH与水的电离密切相关,以下说法一定正确的是 。
A.90℃的纯水pH=7
B.将醋酸滴入氢氧化钠溶液,促进了水的电离
C.电解质溶液中都存在水的电离平衡
D.室温下pH相同的盐酸和明矾溶液,水的电离程度相同
(5)室温下,在10mL浓度均为0.1ml•L﹣1的醋酸和盐酸混合液中,滴加0.1ml•L﹣1的NaOH溶液VmL,则下列关系正确的是 。
A.V=0时:c(H+)>c(Cl﹣)=c(CH3COOH)
B.V=10mL时:c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)=c(H+)
C.V=20mL时:c(Na+)<c(CH3COO﹣)+c(Cl﹣)
D.加入NaOH溶液至pH=7时,V>20mL
(6)NH4Al(SO4)2是食品加工中最为快捷的食品添加剂,用于焙烤食品;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
①相同条件下,0.1ml•L﹣1NH4Al(SO4)2溶液中的c(NH4+) (填“等于”“大于”或“小于”)0.1ml•L﹣1NH4HSO4溶液中的c(NH4+)。
②浓度均为0.1ml•L﹣1的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图1所示:
i.其中符合0.1ml•L﹣1NH4Al(SO4)2溶液的pH随温度变化的曲线是 ,导致pH随温度变化的原因是 。
ii.20℃时,0.1ml•L﹣1NH4Al(SO4)2溶液中2c(SO42+)﹣c(NH4+)﹣3c(A13+)= ml•L﹣1(填精确数值表达式)。
③室温时,向100mL0.1ml•L﹣1NH4HSO4溶液中滴加0.1ml•L﹣1NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图2所示。试分析图中a、b、c、d四个点,水的电离程度最大的是 点;在b点,溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是 。
④难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡。25℃,某NH4Al(SO4)2溶液里c(A13+)=0.1ml•L﹣1,使Al3+开始沉淀的pH为 。[25℃时,Al(OH)3的Ksp=1×10﹣34]
⑤向AgNO3溶液中加入过量NaCl溶液,会有白色沉淀产生,接着加入NaI溶液,发现白色沉淀变为黄色,请用平衡移动原理来解释颜色变化与溶液中c(Cl﹣)升高的原因: 。
24.某实验小组测定食醋的总酸量(g/100mL)的实验操作如下:
①用移液管量取10.00mL市售白醋样品,置于100mL容量瓶中,加水至刻度线,摇匀得待测食醋溶液。
②用移液管量取待测食醋溶液20.00mL于锥形瓶中,滴入2~3滴酸碱指示剂。
③把0.1000ml•L﹣1标准NaOH溶液装入碱式滴定管,静置后,读取并记录NaOH标准溶液体积的初读数。
④滴定,并记录NaOH标准溶液的终读数。重复滴定4次。所得实验数据如表一:
表一:
回答下列问题:
(1)滴定时,用 (填“左手”或“右手”)振荡锥形瓶,眼睛注视 。
(2)该小组同学在滴定过程中使用pH计将溶液的pH变化情况记录如表二。
表二:
由表和图可知:在允许的误差范围(±0.1%)内,pH突变(滴定突跃)范围为 ,所以可选择 作指示剂。
附:常见指示剂的变色范围
(3)经计算,该实验消耗标准NaOH溶液的体积为 mL,样品总酸量为 g/100mL。
(4)若在滴定过程中,所用的碱式滴定管水洗后,未用标准NaOH溶液润洗,会使所测结果 (填“偏低”、“偏高”或“无影响”,下同);若碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失会使所测结果 。
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参考答案与试题解析
一.选择题(共20小题,满分40分,每小题2分)
1.【解答】解:①增大反应物浓度,能增大单位体积内的活化分子数,但不能增大活化分子百分数,故①错误;
②增大压强等同于增大浓度,不能增大活化分子百分数,故②错误;
③升高温度,一部分分子转化为活化分子,能增大活化分子百分数也能增大反应物中的活化分子数,故③正确;
④移去生成物,浓度减小,单位体积内活化分子数目减小,故④错误;
⑤加入催化剂,能降低反应的活化能,增大活化分子百分数,也增大了活化分子数,故⑤正确;
故选:B。
2.【解答】解:A.沸点是物质的物理性质,是不会降低的,故A错误;
B.氮气和氢气的循环使用,目的就是提高氮气和氢气的利用率,故B正确;
C.循环操作可以提高氮气和氢气的使用效率,故C错误;
D.增大浓度、升高温度,增大压强等才能增大化学反应速率,故D错误;
故选:B。
3.【解答】解:A.甲烷为清洁燃料,燃烧放出热量,为放热反应,故A错误;
B.碳酸钙分解吸收能量,故B正确;
C.中和反应为放热反应,故C错误;
D.活泼金属与氯气的反应为放热反应,铁在氯气中可燃烧,故D错误。
故选:B。
4.【解答】解:A.水为纯液体,则增加水的量,反应速率不变,故A错误;
B.催化剂可加快反应速率,则加入MnO2后,反应速率明显加快,故B正确;
C.可逆反应不能完全转化,则SO2不能全部转化为SO3,故C正确;
D.增大接触面积,加快反应速率,则将块状的碳酸钙粉碎,反应速率加快,故D正确;
故选:A。
5.【解答】解:A.过量氨水吸收废气中的SO2,生成亚硫酸铵和水,反应的离子方程式为:2NH3•H2O+SO2=2NH4++SO32−+H2O,故A错误;
B.用烧碱溶液吸收硝酸工业尾气,反应的离子方程式为:NO+NO2+2OH﹣=2NO2−+H2O,故B正确;
C.合成氨反应的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)ΔH=﹣92.4kJ/ml,故C错误;
D.铜粉和稀硝酸反应,离子方程式为:8H++2NO3−+3Cu=3Cu2++2NO↑+4H2O,故D错误;
故选:B。
6.【解答】解:A.升高温度,水的离子积常数增大,说明水的电离程度增大,则溶液中c(H+)随温度的升高而增大,故A错误;
B.升高温度,水的离子积常数增大,说明水的电离程度增大,则水的电离过程是吸热的,故B正确;
C.水的电离只与温度有关,与溶液浓度无关,故C错误;
D.升高温度促进水电离,但任何温度下,水都呈中性,水中都存在c(H+)=c(OH﹣),故D错误;
故选:B。
7.【解答】解:A.0.1ml•L﹣1HX溶液的pH=4,说明该溶液中c(H+)=10−4ml/L<c(HX),则HX部分电离,能说明一元酸HX是弱酸,故A正确;
B.NaX和H3PO4反应,说明HX酸性弱于H3PO4,能说明HX是弱酸,故B正确;
C.0.1ml•L﹣1HX溶液比0.1ml•L﹣1硝酸导电能力弱,说明HX的酸性弱于硝酸,能说明一元酸HX是弱酸,故C正确;
D.10mL0.1ml•L﹣1NaOH溶液与10mL0.1ml•L﹣1HX溶液恰好完全反应生成NaX,说明HX是一元酸,不能说明一元酸HX是弱酸,故D错误;
故选:D。
8.【解答】解:2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g);△H=+56.76kJ/ml,是一个吸热反应,△H>0,反应能够自发进行,必须满足△G=△H﹣T•△S<0,所以△S>0,且熵增效应大于能量效应,
故选:A。
9.【解答】解:A.反应中消耗FeCl3和CuCl2,又生成等量的FeCl3和CuCl2,则在转化过程中能循环利用的物质是FeCl3和CuCl2,故A正确;
B.由图可知:一共发生的有三个反应①H2S+Cu2+=CuS↓+2H+、②CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S、③4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,由此可以推出总反应:2H2S+O2催化剂¯2S↓+2H2O,故B正确;
C.由反应②CuS+2Fe3+=2Fe2++Cu2++S、③4Fe2++4H++O2=4Fe3++2H2O,可知氧化性的强弱顺序:O2>Fe3+>S,不能得到Cu2+氧化性的比较,故C错误;
D.反应中若消耗标况下22.4L的O2,物质的量n=,保持溶液中Fe3+的物质的量不变,整个过程相当于氧气将H2S氧化为S,同时生成水,根据电子转移守恒,2H2S+O2催化剂¯2S↓+2H2O,转化为S的物质的量为2ml,质量=2ml×32g/ml=64g/ml,故D正确;
故选:C。
10.【解答】解:A.水的电离过程为吸热过程,将水加热煮沸,促进水的电离正向进行,c(OH﹣)=c(H+),故A错误;
B.向水中通入NH3生成一水合氨,抑制水的电离,故B错误;
C.向水中滴加AlCl3溶液,铝离子水解促进水的电离,溶液显酸性,c(OH﹣)<c(H+),故C错误;
D.将Na2CO3固体溶于水,碳酸根离子水解,促进水的电离,溶液显碱性,c(OH﹣)>c(H+),故D正确;
故选:D。
11.【解答】解:A.氯气和水的反应方程式为:Cl2+H2O⇌HCl+HClO,该反应是可逆反应,食盐水中有大量氯离子使平衡逆向移动,减少氯气的溶解,可用勒夏特列原理解释,故A错误;
B.可乐瓶内存在平衡CO2+H2O⇌H2CO3,打开可乐瓶,瓶内压强减小,平衡逆向移动,有气体冒出,能用勒夏特列原理解释,故B错误;
C.催化剂不影响可逆反应的平衡状态,不能用勒夏特列原理解释,故C正确;
D.可逆反应2NO2⇌N2O4中,体系增大压强,体积变小,颜色变深,由于平衡正向移动,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故D错误;
故选:C。
12.【解答】解:②(NH4)2SO4含有两个NH4+,所以它的c(NH4+)最大;①醋酸根离子和铵根离子双水解相互促进水解程度大,c(NH4+)小于正常水解,④铵根离子正常水解;③NH4HSO4电离出氢离子,抑制铵根离子水解;故物质的量浓度相同的这几种溶液c(NH4+)浓度大小顺序是②>③>④>①,故B正确;
故选:B。
13.【解答】解:A、依据键能计算反应焓变=反应物键能总和﹣生成物键能总和计算判断,△H=436KJ/ml+243KJ/ml﹣2×432KJ/ml=﹣185KJ/ml,H2(g)+Cl2(g)=2HCl (g)△H=﹣185KJ•ml﹣1,故A错误;
B、形成化学键要放出热量,所以△H<0,故B错误;
C、由A可知H2(g)+Cl2(g)=2HCl (g)△H=﹣185KJ•ml﹣1,是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,即1 ml H2(g) 与1 ml Cl2(g) 的总能量高于2 ml HCl (g) 的总能量,故C正确;
D、氢化氢是共价化合物,而不是离子化合物,无阴阳离子,故D错误;
故选:C。
14.【解答】解:A、从C(石墨)=C(金刚石)△H=+1.9kJ•ml﹣1,反应吸热,说明石墨能量低于金刚石,可知金刚石比石墨活泼,故A错误;
B、硫蒸气变化为硫固体放热;等质量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,前者放出热量更多,故B正确;
C、含1ml CH3COOH的溶液与含1ml NaOH的溶液混合,醋酸是弱电解质电离过程是吸热过程,反应放出热量小于57.3 kJ,故C错误;
D、2gH2即1mlH2完全燃烧生成液态水放出285.8kJ热量,则2mlH2燃烧放出的热量285.8kJ×2=571.6KJ,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)═2 H2O(l)△H=﹣571.6kJ/ml,故D错误;
故选:B。
15.【解答】解:A.催化剂能降低反应所需活化能,P/CuSAS@CN为该反应的催化剂,所以能降低该反应的活化能,故A正确;
B.当CO2的消耗速率与H2的生成速率之比等于2:7时,反应体系中各物质的物质的量浓度不变,反应达到平衡状态,故B正确;
C.当水蒸气浓度为CO2浓度的2倍时,该反应不一定达到平衡状态,与初始浓度及转化率有关,故C错误;
D.ΔH<0,ΔS<0,如果ΔH﹣TΔS<0,则T的数值应该较小,所以该反应在低温下能自发进行,故D正确;
故选:C。
16.【解答】解:A.Al3+、OH﹣结合生成沉淀,不能大量共存,故A错误;
B.Ba2+、SO42−反应生成沉淀,不能大量共存,故B错误;
C.OH﹣、NH4+反应生成一水合氨而不能大量共存,故C错误;
D.该组离子之间不反应,可大量共存,故D正确。
故选:D。
17.【解答】解:A.根据图象,随着pH增大,HA﹣的物质的量分数先增大后减小,不是单一的减小,通入少量HCl,HA﹣应先增大后减小,不是绝对的变大,故A错误;
B.溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HA﹣)+2c(A2﹣)+c(OH﹣),故B错误;
C.pH=4.2时,HA﹣、A2﹣浓度相等,溶液呈酸性,说明HA﹣电离程度大于HA﹣水解程度,则在0.1ml/LNaHA溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA﹣)>c(H+),因还存在水的电离,则c(H+)>c(A2﹣)>c(OH﹣),故C正确;
D.将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,HA﹣、A2﹣浓度在起始时相等,K2=c(H+)c(A2−)c(HA−)=10﹣4.2,若平衡时二者相等,所得溶液pH恰好为4.2,但由于HA﹣存在电离,A2﹣存在水解,二者平衡时不绝对相等,近似相等,所得溶液pH近似为4.2,故D错误,
故选:C。
18.【解答】解:A.在一定条件下,MO++CH4=M++CH3OH,反应物能量大于生成物,反应为反而反应,故A正确;
B.由图可知,步骤Ⅰ中涉及C﹣H的断裂和H﹣O键的形成,步骤Ⅱ中涉及O﹣M键的断裂和C﹣O键的形成,所以涉及氢原子成键变化的是Ⅰ,故B错误;
C.直接参与化学键变化的元素被替换为更重的同位素时,反应速率会变慢,MO+与CT4反应的能量变化为曲线c,故C正确;
D.相同情况下,MO+与CHT3反应,生成CHT2OT的速率慢,氚代甲醇CT3OH的产量大于CHT2OT,故D正确;
故选:B。
19.【解答】解:A、由反应Cl﹣+Ag+=AgCl↓和CrO42−+2Ag+=Ag2CrO4↓,常温下,10mL 0.1ml•L﹣1KCl溶液和10mL 0.1ml•L﹣1K2CrO4溶液中分别滴加等浓度的AgNO3溶液,当加入AgNO310mL时Cl﹣恰好完全沉淀,当加入AgNO320mL时,CrO42−沉淀完全,且c(Cl﹣)比c(CrO42−)减小的快;因此a点所在曲线表示KCl溶液中变化的曲线,b、c点所在曲线表示K2CrO4溶液中的变化曲线,故A正确;
B、由图可知,a点时恰好反应生成AgCl,此时﹣lgc(Cl﹣)=4.9,即溶液中c(Cl﹣)=1×10﹣4.9ml•L﹣1,c(Ag+)=1×10﹣4.9ml•L﹣1,该温度下,Ksp(AgCl)=c(Cl﹣)c(Ag+)=(1×10﹣4.9ml•L﹣1)2=1×10﹣9.8;由图可知,b点时恰好反应生成Ag2(CrO4),此时﹣lgc(CrO42−)=4.0,则溶液中c(CrO42−)=1×10﹣4ml•L﹣1,c(Ag+)=2×10﹣4ml•L﹣1,该温度下,Ksp(Ag2CrO4)=c(CrO42−)×c2(Ag+)=1×10﹣4ml•L﹣1×(2×10﹣4ml•L﹣1)2=4×10﹣12;Ksp(Ag2CrO4)<Ksp(AgCl),故B正确;
C、溶液中a点c(Ag+)=1×10﹣4.9ml•L﹣1,b点c(Ag+)=2×10﹣4ml•L﹣1,则a点<b点,故C错误;
D、用0.1ml•L﹣1AgNO3标准液滴定上述KCl、K2CrO4溶液时,对于KCl溶液c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl−)=10−⋅L−1=1×10﹣8.8ml•L﹣1,对于K2CrO4溶液c(Ag+)=Ksp(Ag2CrO4)c(CrO42−)=4×10−120.1ml⋅L−1=6.33×10﹣6ml•L﹣1,则Cl﹣沉淀所需Ag+浓度小,Cl﹣先沉淀,故D正确;
故选:C。
20.【解答】解:A.亚铁离子与KSCN不反应,不能鉴别,如检验亚铁离子,可用高锰酸钾溶液,观察颜色是否变化,故A错误;
B.不能排除生成AgCl沉淀,检验硫酸根离子,应先加入盐酸,如无现象,再加入氯化钡观察是否生成沉淀,故B错误;
C.为防止滤去黄光,应透过蓝色钴玻璃观察钾离子,故C错误;
D.二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,气体可能为二氧化碳,故D正确。
故选:D。
二.实验题(共4小题)
21.【解答】解:(1)①煅烧石灰石是吸热反应;
②甲醇燃烧是放热反应,是氧化还原反应;
③制水煤气是吸热反应;
④生石灰与水反应无化合价变化,是放热反应;
⑤酸碱中和是放热反应,但无元素化合价的变化;
属于吸热反应的是:①③;氧化还原的放热反应为:②;
故答案为:①③;②;
(2)热化学方程式各物质前面的化学计量数表示物质的量,1g甲醇燃烧放出ak.J热量,则2ml(质量为64g)甲醇燃烧放出64akJ的热量,热化学方程式为:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1)△H=﹣64akJ•ml﹣1,
故答案为:2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1)△H=﹣64akJ•ml﹣1;
(3)用铜、银与硝酸银设计一个原电池,如图:,
故答案为:;
(4)锌片、铜片连接后浸入稀硫酸溶液中,构成了原电池,锌比铜活泼,锌为负极,负极电极反应式为Zn﹣2e﹣=Zn2+,锌片质量减少了3.25g,则负极消耗锌的物质的量为3.25g65g/ml=0.05ml,导线中转移电子0.05ml×2=0.1ml,铜片为正极,电极反应为2H++2e﹣=H2↑,生成0.05ml H2,标况下H2的体积为0.05ml×22.4L/ml=1.12L,
故答案为:1.12L。
22.【解答】解:(1)由标准摩尔生成焓的定义和表中数据得,2C(s)+3H2(g)+12O2(g)=C2H5OH(g)△fH1θ=−235kJ•ml﹣1,①;H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△fH2θ=−286kJ•ml﹣1,②;C(s)+O2(g)=CO2(g) △fH3θ=−393.5kJ•ml﹣1,③;由18g液态水气化需要吸收44kJ的能量可得,H2O(l)=H2O(g)ΔH4=+44kJ•ml﹣1,④;由盖斯定律,2×③﹣3×②﹣3×④﹣①,可得C2H5OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g)ΔH1=2△fH3θ−3△fH2θ−3×ΔH4−△fH1θ=[2×(﹣393.5)﹣3×(﹣286)﹣3×(+44)﹣(﹣235)]kJ•ml﹣1=+174kJ•ml﹣1,
故答案为:+174;
(2)由于 ΔH1>ΔH2,故此温度范围内,以反应i为主,ΔH1>0,低温时反应i进行的限度很小,故H2的产率低,
故答案为:此温度范围内,以反应i为主,ΔH1>0,低温时反应i进行的限度很小,故H2的产率低;
(3)a.高温时平衡正向移动,可提高H2平衡产率,高压时平衡逆向移动,不利于H2平衡产率,故a错误;
b.低温高压时平衡均逆向移动,不能提高H2平衡产率,故b错误;
c.使用高效催化剂只能加快反应速率,不能提高H2平衡产率,故c错误;
d.及时分离出CO2,可使i正向移动,ii逆向移动,可提高H2平衡产率,故d正确;
故答案为:d;
(4)H2的理论产量为1×6+2×32ml=6ml,H2的实际产量为6ml×80%=4.8ml,设C2H5OH的变化量为x,
C2H5OH(g)+3H2O(g)⇌2CO2(g)+6H2(g)
初始(ml) 1 3 0 0
变化(ml) x 3x 2x 6x
平衡(ml) 1﹣x 3﹣3x 2x 6x
由图知,500℃时,CO2的选择性等于CO的选择性,都为50%,则生成的CO2和CO相等,故生成2xml的CO2中有xml的转化为了CO,
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
初始(ml) 2x 6x 0 3﹣3x
变化(ml) x x x x
平衡(ml) x 5x x 3﹣2x
可得,5x=4.8ml,解得,x=0.96ml,平衡时C2H5OH、H2O、CO2、H2、CO的物质的量分别为:0.04ml、1.08ml、0.96ml、4.8ml、0.96ml,总物质的量为7.84ml,v(C2H5OH)=1ml4ml×1.0×105−×1.0×105tmin=24.5tkPa•min﹣1;平衡时,反应ii的物质的量分数平衡常数Kx=××,
故答案为:24.5t;0.225;
(5)由反应历程图知,催化剂酸性越强,乙醇脱水反应选择性越大,三种催化剂中Al2O3酸性最强,使乙醇脱水反应的选择性最大,产生积碳最多,
故答案为:催化剂酸性越强,乙醇脱水反应选择性越大,三种催化剂中Al2O3酸性最强,使乙醇脱水反应的选择性最大,产生积碳最多。
23.【解答】解:(1)A.硫化钠为强碱弱酸盐,水解显碱性,故A正确;
B.氨气溶于水,与水反应生成一水合氨,电离显碱性,故B错误;
C.KOH为强碱,电离显碱性,故C错误;
D.氯化铵为强酸弱碱盐,水解显酸性,故D错误,
故选:B;
(2)A.加少量烧碱固体,中和氢离子而促进醋酸电离,溶液中c(CH3COO﹣)增大,c(H+)c(CH3COOH)=Kac(CH3COO−)减小,故A错误;
B.升高温度,平衡正向移动,c(H+)增大、c(CH3COOH)减小,则c(H+)c(CH3COOH)增大,故B正确;
C.加少量冰醋酸,醋酸浓度增大,弱电解质的浓度越大,尽管电离程度越小,但醋酸根的浓度增大,则c(H+)c(CH3COOH)=Kac(CH3COO−)减小,故C错误;
D.加水稀释促进醋酸电离,但醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度,溶液中c(CH3COO﹣)减小,温度不变,醋酸电离平衡常数不变,c(H+)c(CH3COOH)=Kac(CH3COO−)增大,故D正确,
故答案为:B;
(3)A.氢氰酸为一元酸,1ml/L氢氰酸溶液的pH=0时该酸为强酸,但pH约为3,说明电离生成的氢离子约为10﹣3ml/L<1ml/L,电离不完全,故A正确;
B.电解质强弱与水溶性无关,故B错误;
C.10 mL 1 ml•L﹣1 HCN溶液恰好与10 mL 1 ml•L﹣1NaOH溶液完全反应,只能说明HCN为一元酸,不能说明其电离的程度,故C错误;
D.溶液的导电性取决于溶液中的离子浓度大小,与酸性强弱无关,HCN溶液的导电性比强酸溶液的弱,不能说明HCN电离不完全,故D错误,
故选:A;
(4)A.温度升高,促进水的电离,pH减小,故A错误;
B.氢氧化钠溶液抑制水的电离,加入醋酸,可中和氢氧化钠,促进水的电离,但醋酸过量会抑制水的电离,故B错误;
C.电解质溶液中都存在水的电离平衡,故C正确;
D.盐酸抑制水的电离,明矾促进水的电离,故D错误,
故选:C;
(5)A.未加NaOH时,浓度均为0.1ml•L﹣1的HCl和CH3COOH混合溶液中,盐酸完全电离,醋酸部分电离,c(H+)>c(Cl﹣)>c(CH3COOH),故A错误;
B.加入10mLNaOH时,盐酸全部反应,为等浓度氯化钠、醋酸混合溶液,溶液中存在质子守恒c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)=c(H+),故B正确;
C.加入20mLNaOH时,得到的是等浓度的氯化钠、醋酸钠混合物,根据电荷守恒:c(Cl﹣)+c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)=c(H+)+c(Na+),溶液显示碱性,c(OH﹣)>c(H+),故c(Na+)>c(Cl﹣)+c(CH3COO﹣),故C错误;
D.加入20mLNaOH时溶液呈碱性,要使溶液pH=7,应有过量的醋酸,则氢氧化钠溶液体积小于20mL,故D错误,
故选:B;
(6)①在NH4Al(SO4)2溶液中,NH4+和Al3+都是弱碱的阳离子,水解呈酸性,所以Al3+的水解对NH4+的水解起抑制作用,但抑制程度不大,而在NH4HSO4溶液中,完全电离出来的H+浓度很大,对NH4+的水解抑制程度很大,所以前者的c(NH4+)小于后者的c(NH4+),
故答案为:小于;
②ⅰNH4Al(SO4)2在溶液中因水解使溶液呈酸性,即pH<7,又水解是吸热反应,随着温度的升高,水解程度增大,生成的c(H+)增大,pH减小,因此曲线A是正确的,
故答案为:A;NH4Al(SO4)2水解使溶液呈酸性,升高温度使NH4+、Al3+水解程度增大,pH减小;
ⅱ20℃时,NH4Al(SO4)2溶液的pH=3,即c(H+)=1.0×10﹣3ml•L﹣1,溶液中存在的电荷守恒为2c(SO42−)+c(OH﹣)=c(NH4+)+3c(Al3+)+c(H+),则2c(SO42−)﹣c(NH4+)﹣3c(Al3+)=c(H+)﹣c(OH﹣)=1.0×10﹣3ml•L﹣1﹣1.0×10﹣11ml•L﹣1=1.0×10﹣3ml•L﹣1,
故答案为:10﹣3ml•L﹣1或(10﹣3﹣10﹣11)ml•L﹣1;
③NH4HSO4完全电离产生的H+抑制水的电离,使水的电离程度减小,NH4+的水解促进水的电离,使水的电离程度增大,但水解程度很小,所以H+抑制水的电离是主要的,此时水的电离程度很小,随着NaOH的加入,当H+被完全中和后,NH4+的水解促进水的电离起主要作用,溶液呈弱酸性,水的电离程度最大,即图象中的a点水的电离程度最大;在b点pH=7,即c(H+)=c(OH﹣)=1.0×10﹣7ml•L﹣1,溶液呈中性,此时溶液中发生的反应为2NH4HSO4+2NaOH=(NH4)2SO4+Na2SO4+H2O和极少量的(NH4)2SO4+2NaOH=Na2SO4+NH3•H2O,因此溶液中c(Na2SO4)>c[(NH4)2SO4],则有c(Na+)>c(SO42−)>c(NH4+)>c(OH﹣)=c(H+),
故答案为:a;c(Na+)>c(SO42−)>c(NH4+)>c(OH﹣)=c(H+);
④已知25℃Al(OH)3的Ksp=1×10﹣34,当c(Al3+)=0.1ml•L﹣1时,要使Al3+开始沉淀,则c(OH﹣)=3Ksp(Al(OH))3c(Al3+)ml/L=31×10−340.1ml/L=1×10﹣11ml•L﹣1,则c(H+)=0.001ml/L,pH=3,
故答案为:3;
⑤根据颜色变化,溶液中存在AgCl(s)+I﹣⇌AgI(s)+Cl﹣,滴加NaI溶液,使平衡正向移动,白色AgCl逐渐转化为黄色的AgI,溶液中的Cl﹣浓度增大,
故答案为:滴加NaI溶液,使平衡AgCl(s)+I﹣⇌AgI(s)+Cl﹣正向移动,白色AgCl逐渐转化为黄色的AgI,溶液中的Cl﹣浓度增大。
24.【解答】解:(1)用标准醋酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,锥形瓶中盛放氢氧化钠溶液,滴定管中盛放醋酸溶液,指示剂应该选用酚酞,滴定时,用右手振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液的颜色变化,
故答案为:右手;锥形瓶内溶液的颜色变化;
(2)依据图象和图表数据分析可知PH突变是7.74~9.70,醋酸和氢氧化钠恰好反应生成的醋酸钠溶液呈碱性,酚酞pH变色范围为8.2~10.0,所以指示剂选择酚酞较好的判断反应终点;
故答案为:7.74~9.70;酚酞;
(3)依据实验数据结合反应CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,实验1、2、3平均消耗氢氧化钠溶液体积=14.98+15+15.023=15.00ml;c(样品)V(样品)=c(NaOH)V(NaOH)
c(样品)×20.00ml=0.1000ml/L×15.00ml
c(样品)=0.75ml/L;
样品总酸量g/100mL=0.75ml×60g/ml1000ml×100ml=4.5g/100ml;
故答案为:15.00;4.5;
(4)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,根据c(待测)=c(标准)×V(标准)V(待测)分析,可知c(待测)偏大;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,根据c(待测)=c(标准)×V(标准)V(待测)分析,可知c(待测)偏大,
故答案为:偏大;偏大。共价键
H﹣H
Cl﹣Cl
H﹣Cl
E (kJ •ml﹣1)
436
243
432
物质
C2H5OH(g)
H2O(l)
CO2(g)
H2(g)
△fH mθ
﹣235
﹣286
﹣393.5
0
滴定次数
实验数据
1
2
3
4
V(样品)/mL
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)/mL(初读数)
0.00
0.200
0.10
0.00
V(NaOH)/mL(终读数)
14.98
15.20
15.12
15.95
V(NaOH)/mL(消耗)
14.98
15.00
15.02
15.95
V(NaOH)/mL
0.00
10.00
18.00
19.80
19.98
20.00
20.02
20.20
22.00
溶液pH
2.88
4.70
5.70
6.74
7.74
8.72
9.70
10.70
11.70
指示剂
变色的范围(pH)
甲基橙
3.1~4.4
石蕊
5.0~8.0
酚酞
8.2~10.0
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