重庆市巴蜀中学2023-2024学年高二上学期期中化学试题含答案
展开注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、准考证号、班级、学校在答题卡上填写清楚。
2.每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。在试卷上作答无效。
3.考试结束后,请将答题卡交回,试卷自行保存。满分100分,考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量 H:1 C:12 O:16
一、选择题:本题共 14 小题,每小题3分。在每个小题给出 四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 向100mL氨水中加入蒸馏水,将其稀释到1L后,下列变化不正确的是
A. NH3·H2O的电离程度增大B. NH3·H2O的不变
C. 减小D. 的数目增多
【答案】C
【解析】
【详解】A.加水稀释导致氨水浓度减小,促进NH3·H2O电离,则NH3·H2O的电离程度增大,故A正确;
B.Kb只与温度有关,温度不变,Kb不变,故B正确;
C.加水稀释促进NH3·H2O电离,碱性变弱,则减小,温度不变电离平衡常数不变,增大,故C错误;
D.加水稀释促进NH3·H2O电离,所以的数目增多,故D正确;
故选:C。
2. 常温下,下列水溶液中, 的是
A. 0.001ml/L 的次氯酸溶液
B. 0.001ml/L的硫酸溶液
C. pH=11 的 溶液
D. 由水电离出的的盐酸溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.次氯酸为弱酸,不能完全电离,0.001ml/L的次氯酸溶液中氢离子浓度小于10-3ml/L,A错误;
B.0.001ml/L的硫酸中氢离子浓度为0.002ml/L,B错误;
C.pH=11的醋酸钠溶液中c(H+)=10-11ml/L,C错误;
D.由水电离出的氢离子浓度为10-11ml/L的盐酸溶液中,c(OH-)=10-11ml/L,则c(H+)=10-3ml/L,D正确;
故答案选D。
3. 反应 ,在某温度下达到平衡,下列各种情况不会使平衡发生移动的是
A. 温度、容积不变时,通入HCl气体B. 移走一部分NH4HCO3固体
C. 其他条件不变,升高温度D. 保持压强不变,充入氮气
【答案】B
【解析】
【详解】A.温度、容积不变时,通入HCl气体,与氨气反应,生成物的浓度降低,平衡向正反应方向移动,故A不正确;
B.NH4HCO3为固体,改变NH4HCO3固体的用量,不影响平衡移动,故B正确;
C.其他条件不变,升高温度反应向吸热反应方向移动,平衡移动,故C不正确;
D.充入氮气,保持压强不变,则体积增大,反应气体混合物各组分的浓度降低,平衡向正反应方向移动,故D不正确;
故选B。
4. 下列应用与盐类水解无主要关系的是
A. 草木灰不能与铵态氮肥混合使用
B. 用明矾作净水剂
C. 溶液制备晶体时,不能采用直接蒸干溶液的方法获取结晶
D. 将固体溶解于浓盐酸,再加水稀释到所需浓度
【答案】C
【解析】
【详解】A.草木灰中的碳酸根和铵态氮肥中的铵根会促进水解,肥效降低故不能混合使用,A不符合题意;
B.明矾中的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,可以吸附杂质,故可作净水剂,B不符合题意;
C.溶液制备晶体时,直接蒸干碳酸钠晶体受热易分解,故不能采用直接蒸干溶液的方法获取结晶,应蒸发浓缩、冷却结晶得到,C符合题意;
D.中Sb3+离子会水解,所以将固体溶解于浓盐酸,可以抑制其水解,用时再加水稀释到所需浓度,D不符合题意;
故选C。
5. 反应的过程与能量变化如下图所示 (均大于0)。(已知图像中的物质均为气态)下列说法正确的是
A. 升高温度有利于提高该反应平衡转化率
B. 该反应的焓变为 kJ∙ml−1
C. 该反应逆反应的活化能为kJ∙ml−1
D. CO和分子发生的碰撞均可以形成过渡态
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应中,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,降低反应的转化率,说法错误;
B.焓变等于生成物和反应物的焓值差,即△H=(E1-E2)kJ/ml,说法错误;
C.活化能是反应物分子的平均能量和活化分子(或过渡态分子)能量的差值,所以该反应逆反应的活化能为(E1+E3)kJ/ml,说法正确;
D.分子间只有发生有效碰撞才能发生旧化学键的断裂,所以和分子发生有效碰撞才能形成过渡状态分子,说法错误;
故选C。
6. 下列解释事实的方程式书写不正确的是
A. 泡沫灭火器的反应原理:
B. 用TiCl4制备:TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl
C. 向溶液中滴加少量浓硫酸,溶液橙色加深:
D. 用惰性电极电解饱和食盐水:2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑
【答案】A
【解析】
【详解】A.泡沫灭火器的反应原理是铝离子和碳酸氢根双水解,即,A符合题意;
B.用TiCl4制备,即TiCl4+(x+2)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl,B不符合题意;
C.向溶液中滴加少量浓硫酸,氢离子浓度增大,逆向移动,故溶液橙色加深,C不符合题意;
D.用惰性电极电解饱和食盐水2Cl-+2H2O2OH-+H2↑+Cl2↑,D不符合题意;
故选A。
7. 下列装置和操作不能达到实验目的的是
A. 甲装置:中和热的测定
B. 乙装置:验证铁的吸氧腐蚀
C. 丙装置:比较醋酸与硼酸的酸性强弱
D. 丁装置:用标准NaOH溶液滴定锥形瓶中的盐酸
【答案】D
【解析】
【详解】A.图中温度计测定温度,且保温好,装置可以测定中和热,A正确;
B.食盐水显中性,铁钉发生吸氧腐蚀,红墨水左高右低可证明,B正确;
C.强酸制弱酸,滴加醋酸的试管中有气泡产生,证明醋酸酸性比碳酸强,滴加硼酸的试管中没有明显现象,证明硼酸酸性比碳酸弱,从而证明醋酸比硼酸强,C正确;
D.NaOH溶液显碱性,应盛放在碱式滴定管中,不能盛放在图中酸式滴定管中,且滴定过程中眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化,不应看滴定管,D错误;
答案选D。
8. 已知碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是△H1、△H2、△H3,则工业冶炼晶体硅的反应为 。则下列判断错误的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热是指在25°C、101kPa下,1ml纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的物质的量必须为1ml,产物必须为稳定氧化物,A正确;
B.根据碳、一氧化碳、晶体硅的燃烧热分别是△H1、△H2、△H3,可分别得到热化学方程式:①,②,③,根据盖斯定律,反应等效于①×2-②×2-③,所以,B正确;
C.热化学方程式需要标出物质的聚集状态,C错误;
D.△H1是碳完全燃烧生成二氧化碳放出热量,即碳先不完全燃烧生成一氧化碳,一氧化碳再完全燃烧生成二氧化碳的总热量,△H2是一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳放出热量,燃烧热是负值,所以,D正确;
答案选C。
9. 下列实验过程能达到目的,且现象和结论正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.等体积pH=3的HA和HB两种酸分别与足量的锌反应,相同时间内,HA收集到的氢气多,说明HA的浓度更大,HA酸性弱于HB,不能说明HA是强酸,A错误;
B.保持温度不变,将容器扩大到原来的2倍,平衡时A的浓度为0.3ml/L,说明压强减小化学平衡逆向移动,反应为气体体积减小的反应,B错误;
C.硫代硫酸钠与稀硫酸反应生成硫单质,热水中先出现浑浊,说明热水中先生成硫单质,即温度越高,反应速率越快,C正确;
D.取一定浓度的CuCl2溶液,升高温度,溶液由蓝色变为黄色,说明升高温度该反应的化学平衡正向移动,反应为吸热反应,ΔH>0,D错误;
故答案选C。
10. 利用电沉积法制备纳米级金属镍,具有制备晶体性能独特操作方法简便等优点,电解装置如图所示,下列说法错误的是
A. 电解时,A 室发生的电极反应为
B. 电解一段时间后,B 室中氯化钠溶液的质量分数减小
C. 为了提高电沉积效率,一段时间后,可向C室中补充溶液
D. 电解时,C室中的Cl-经过阴离子交换膜进入B室
【答案】B
【解析】
【分析】碳棒为阳极,阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水,阴极上Ni2+得电子生成Ni。
【详解】A.电解时,碳棒为阳极,阳极上氢氧根离子失电子生成氧气和水,电极反应为4OH--4e-=O2↑+2H2O,A正确;
B.碳棒为阳极,A中钠离子通过阳离子交换膜向阴极移动,最终留在B中,同时C中Cl-通过阴离子交换膜向阳极移动,最终留在B中,故电解一段时间后,B室中氯化钠溶液的质量分数增大,B错误;
C.随着电解进行,C中Ni2+被消耗,为提高电沉积效率,一段时间后,向C室中补充NiCl2溶液,C正确;
D.电解时,C室中的氯离子向阳极移动,故Cl-通过阴离子交换膜进入B室,D正确;
故答案选B。
11. 巴蜀中学化学实验小组利用下图所示微生物电池将污水中苯酚(C6H6O)转化为无毒无害的物质并产生电能(M、N 均为石墨电极)。下列说法错误的是
A. 该电池不适宜在高温环境下工作
B. M极的电极反应式为:
C. 每消耗标准状况下22.4L 时,理论上能处理约含 13.4g苯酚的废水
D. 电池工作过程中,正极区的pH降低
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,N极上通入的O2只能被还原,则N极作正极,M极作负极,N极电极反应式为:,M极电极反应式为:,据此解答。
【详解】A.温度过高,可能使微生物失去活性,处理含苯酚污水效率降低,则该电池不适宜在高温环境下工作,A正确;
B.M极作负极,苯酚被氧化为CO2,则电极反应式为:,B正确;
C.该电池总反应式为:,则每消耗标准状况下22.4LO2(即1ml)时,理论上能处理约含苯酚的废水,C正确;
D.N极作正极,电极反应式为:,消耗H+,则正极区的pH增大,D错误;
故选D。
12. 以为原料炼铁,主要发生如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
将一定体积CO 通入装有粉末的反应器,其它条件不变,反应达平衡,测得 CO的体积分数随温度的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A. <0
B. 在恒温、恒容条件下, 当容器压强保持不变,反应Ⅰ、 Ⅱ均达到平衡状态
C. 1040℃时, 反应Ⅰ的化学平衡常数K=4
D. 反应温度较高时, 主要还原产物为 FeO
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应Ⅰ是吸热反应,温度升高,化学平衡正向移动,CO体积分数减小,所以570℃之后随着温度升高,CO体积分数减小,但是570℃之前,升高温度,CO体积分数增大,说明升高温度反应Ⅱ逆向移动,反应Ⅱ为放热反应,ΔH2<0,A正确;
B.反应Ⅰ、Ⅱ均是等体积反应,恒温恒容条件下,反应过程中压强始终不变,压强不变不能说明两个反应达到平衡,B错误;
C.1040℃情况下,CO的体积分数为20%,体系中除了CO和CO2无其他气体,则CO2的体积分数为80%,则CO2和CO的浓度比为4:1,反应Ⅰ的平衡常数K=4,C正确;
D.从图中可知,570℃之后随着反应温度升高,CO体积分数减小,即高温时以反应Ⅰ为主,Fe3O4的主要还原产物为FeO,D正确;
故答案选B。
13. 下列说法错误的是
A. 向KHCO3溶液中加入CH3COONa固体,则c()增大
B. 向NH4Cl溶液中加入少量固体,则水电离程度增大
C. 向H2S 溶液中滴加 KOH 溶液至中性,则
D. 已知NaHC2O4溶液呈酸性,向 Na2C2O4溶液中滴加H2SO4溶液至,则
【答案】D
【解析】
【详解】A.向KHCO3溶液中加入CH3COONa固体,CH3COO-离子水解呈碱性,抑制的水解,c()增大,A正确;
B.向NH4Cl溶液中加入少量固体,铝离子发生水解反应,促进水的电离,水的电离程度增大,B正确;
C.向H2S 溶液中滴加 KOH 溶液至中性,根据电荷守恒有,溶液呈中性,所以,则,C正确;
D.向 Na2C2O4溶液中滴加H2SO4溶液至,则发生如下反应:2Na2C2O4+ H2SO4= 2NaHC2O4+ Na2SO4,根据NaHC2O4溶液呈酸性,说明电离程度大于水解程度,则,D错误;
故选D。
14. 将0.8 ml S 放入一个装满O2的恒压密闭容器中,在、的条件下使之充分反应至t₁时刻,此时容器中无 S 剩余,剩余0.2ml O2。再向该体系中迅速投入1ml无水FeSO4固体,此过程容器与外界未发生气体交换,充分反应至t2时刻。已知此条件下可以发生如下反应:; ; ;下列说法正确的是
A. t1时刻, 容器中气体总物质的量为0.8 ml
B. t1时刻,容器中SO2的分压为:
C. 起始时,容器中n(O2)=1.05ml
D. t2时刻,容器中的固体为FeSO4与Fe2O3的混合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.t1时刻,0.8mlS全部被消耗,根据S守恒可知,SO2和SO3共有0.8ml,还有0.2ml氧气,可得总的气体物质的量为1ml,A错误;
B.总压强为105Pa,总气体物质的量为1ml,氧气为0.2ml,氧气的分压为0.2×105Pa,设SO2为aml,则SO3为(0.8-a)ml,SO2分压为a×105Pa,SO3分压为(0.8-a)×105Pa,Kp1==,解得a=0.3ml,则SO2分压为0.3×105Pa,B正确;
C.t1时刻,SO2是0.3ml,SO3是0.5ml,剩余氧气0.2ml,根据氧守恒,初始氧气物质的量为0.2ml+0.5×(0.3ml×2+0.5ml×3)=1.25ml,C错误;
D.t1时刻,SO2分压为0.3×105Pa,SO3分压为0.5×105Pa,对于第二个反应来说,此时p(SO2)×p(SO3)= 0.3×105×0.5×105=1.5×109>Kp2,第二个反应不会进行,容器中没有Fe2O3,D错误;
故答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共58 分
15. 自然界是各类物质相互依存、各种变化相互制约的复杂平衡体系,而水溶液中的离子平衡是其中一个重要方面。请根据所学知识,回答下列问题。
(1)25℃时,常见的弱电解质电离平衡常数如下:
① NaF溶液显_______性(填“酸”、 “碱”或“中”), 理由是_______ (用离子方程式表示)。
② 0.1ml/L 的溶液和溶液相比, _____ (填“<”、 “=”或“>”)。
③ 向 2mlNaClO 溶液中通入1mlCO2,所发生反应的离子方程式为_______。
④ 现将 pH 和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示。其中代表氢氟酸溶液的是_______ (填“I”或“Ⅱ”);取a点的两种酸溶液,中和相同浓度的NaOH溶液,消耗NaOH 溶液体积较大的是_______。(填“I”或“II”)。
⑤ 在某温度时,将 q ml∙L−1氨水滴入10mL1.0 ml∙L−1盐酸中,溶液 pH 和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是_______。
A. c 点存在守恒关系: B. b点:
C. 水电离程度: D.25℃时 ,水解平衡常数为 (用q表示)
(2)已知25℃时,改变0.1 ml∙L−1 H2A溶液的pH,其平衡体系中含 A 元素微粒物质的量分数δ与pH的关系如图所示,若溶液中,则此时溶液的pH= _______ (已知lg2=0.3)
【答案】(1) ①. 碱 ②. F-+H2OHF+OH- ③. < ④. ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO ⑤. I ⑥. I ⑦. ABD
(2)6.7
【解析】
【小问1详解】
① NaF溶液中发生F-+H2OHF+OH-,故溶液显碱性;
②醋酸的酸性强于碳酸,故0.1ml/L 的溶液和溶液碱性后者水解程度大,故>c(HCO),而K+与Na+浓度相同,故<。
③ 根据酸性强弱,向 2mlNaClO 溶液中通入1mlCO2,所发生反应的离子方程式为ClO-+CO2+H2O=HClO+HCO。
④已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4,可知HClO的酸性弱于HF的酸性,所以pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释时,次氯酸的pH变化比较慢,所以曲线I为氢氟稀释时pH变化曲线;由已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=4.0×10-4,可知HClO的酸性弱于HF的酸性,所以取pH相等的两种酸,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较多。
⑤A.c点溶液呈中性,所以c(H+)=c(OH-),由电荷守恒分析c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(NH)=c(Cl-),A正确;
B.b点溶液为NH4Cl溶液,此溶液中离子浓度大小为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),B正确;
C.b点溶液温度最高,说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵,铵根离子水解促进了水的电离,则a、d两点都抑制了水的电离,则b点水的电离程度最大;由于d点混合液的pH不知,则无法判断a、d两点水的电离程度大小,C错误;
D.根据图象可知,25℃时溶液的pH=7,则:c(H+)=c(OH-)=10-7ml/L,c(NH)=c(Cl-)=0.5ml/L,根据物料守恒可知:c(NH3·H2O)=(0.5q-0.5)ml/L,则25℃时NH4Cl水解常数为Kh==(q-1)10-7,D正确;
故选ABD。
【小问2详解】
由图像可知,Ka2=10-7,若溶液中,则此时溶液的c(H+)=2×10-7ml/L,pH=6.7。
16. 利用草酸(H2C2O4)制备草酸亚铁晶体()的流程及组分测定方法如下:
已知:pH>4时,Fe2+易被氧气氧化
(1)用稀硫酸调溶液pH至1~2的目的是:___________。
(2)某样品中可能含有的杂质为 ,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:
步骤I:将 1.26克样品置于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解。
步骤 Ⅱ: 用0.1 ml∙L−1的 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液 24.32mL。
步骤 Ⅲ:向上述溶液中加入适量还原剂(不含铁元素)将Fe3+完全还原为Fe2+加入稀H2SO4酸化后,继续用KMnO4溶液滴定至终点,又消耗KMnO4溶液bmL。
①步骤Ⅱ中0.1 ml∙L−1的KMnO4溶液装在_______中(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”)。
②有关滴定管的正确操作顺序为:D _______。
A. 蒸馏水洗涤 B. 装入滴定液至零刻度以上 C. 调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下 D. 检漏 E.排除气泡 F.用滴定液润洗2至3次 G.记录起始读数
③步骤Ⅱ中滴定达到终点时的实验现象是_______。
④步骤Ⅲ中若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则b= _______mL
⑤下列关于步骤Ⅲ滴定的操作,导致测得样品中Fe元素含量偏高是_______ (填标号)。
A. 滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B. 滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
C. 滴定管用蒸馏水润洗后,未用 KMnO4溶液润洗
D. 滴定过程中,锥形瓶中有少许溶液溅出
⑥计算样品中(M=126 g∙ml−1)的质量分数为_______。
【答案】16. 抑制亚铁离子和铵根离子的水解、防止亚铁离子被氧化
17. ①. 酸性滴定管 ②. AFBCEG ③. 滴入最后一滴标准液,溶液变为浅紫红色,且半分钟被不褪色 ④. 7.10 ⑤. BC ⑥. 7.55%
【解析】
【分析】硫酸亚铁晶体中加入硫酸铵、稀硫酸调节pH=1-2,再经过蒸发浓缩、趁热过滤得到FeSO4·(NH4)2SO4·6H2O,加入稀硫酸溶解,再加入草酸,生成草酸亚铁,再经过加热过滤得到FeC2O4·2H2O。
【小问1详解】
亚铁离子和铵根离子能水解,加入稀硫酸调节pH=1-2,可抑制亚铁离子和铵根离子的水解,同时pH>4时,Fe2+易被氧气氧化,调节pH=1-2可防止亚铁离子被氧化。
【小问2详解】
①酸性高锰酸钾具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此装在酸式滴定管中。
②有关滴定管的正确操作为检漏、用蒸馏水洗涤、用滴定液润洗2-3次、装入滴定液至零刻度以上、调整滴定液液面至零刻度线或零刻度以下、排除气泡、记录起始读数,答案为DAFBCEG。
③步骤Ⅱ中达到滴定终点时溶液中高锰酸钾稍过量,滴定终点的现象为滴入最后一滴标准液,溶液变为浅紫红色,且半分钟被不褪色。
④步骤Ⅲ中滴定开始和结束时,酸式滴定管中液面如图所示,b=7.60mL-0.50mL=7.10mL。
⑤A.滴定终点读数时,俯视刻度线,导致计算所得高锰酸钾溶液的消耗量偏低,Fe元素含量偏低,A错误;
B.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,导致计算所得消耗高锰酸钾溶液的体积偏大,Fe元素含量偏高,B正确;
C.滴定管用蒸馏水洗后,未用高锰酸钾溶液润洗,导致高锰酸钾溶液浓度偏低,消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大,Fe元素含量偏高,C正确;
D.滴定过程中,锥形瓶中有少许溶液溅出,消耗的高锰酸钾溶液体积偏小,Fe元素含量偏低,D错误;
故答案选BC。
⑥步骤Ⅲ中Fe2+消耗高锰酸钾7.1×10-3L×0.1ml/L=7.1×10-4ml,5Fe2+++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,则有Fe2+为3.55×10-3ml,草酸根离子与酸性高锰酸钾反应的离子方程式为5+16H++2=2Mn2++10CO2↑+8H2O,草酸与酸性高锰酸钾反应的离子方程式为5H2C2O4+2+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。步骤Ⅱ中共消耗高锰酸钾2.432×10-3ml,其中草酸亚铁消耗的高锰酸钾有7.1×10-4ml+1.42×10-3ml=2.13×10-3ml,则草酸消耗的高锰酸钾为0.302×10-3ml,则草酸有0.755×10-3ml,草酸的质量分数为0.755×10-3ml×126g/ml÷1.26g=7.55%。
17. 巴蜀中学化学兴趣小组对氨的化合物进行研究。回答下列问题:
(1)一定温度下,利用催化剂将NH3分解为N2和H2: △H=+90.8kJ/ml, 且该反应的,则该反应自发进行的最低温度为___________K。
(2)一定温度下,向刚性容器中充入一定量 NO2,发生反应:,测得反应体系中气体体积分数与压强之间的关系如图所示:
①a、b、c三点逆反应速率由大到小的顺序为___________,平衡时若保持体积、温度不变,再向体系中加入 定量的Ne,则平衡___________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
②a点时的转化率为___________(保留三位有效数字)。
③在该条件下反应达平衡后,再充入一定量的(g),则 ________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
(3)微生物燃料电池(MFC)是一种现代化氨氮去除技术。如图为MFC 碳氮联合同时去除的转化系统原理示意图。
① 电子的移动方向:沿导线___________(填“从A到B”或“从B到A”)。
② A极的电极反应式为___________。
③ 标准状况下,B极上每生成2.24L气体时,理论上左室A 极区 H⁺的物质的量变化值为___________ml。(忽略废水中 的影响)
④ 好氧微生物反应器中化学反应方程式为 ___________。
【答案】17. 454
18. ①. c>b>a ②. 不 ③. 66.7% ④. 变小
19. ①. A到B ②. ③. ④.
【解析】
【小问1详解】
,反应自发进行,则,T>454K;
故答案为:454;
【小问2详解】
①温度越高,反应速率越快,Pa<Pb<Pc;平衡时若保持体积、温度不变,再向体系中加入 定量的Ne,反应物的物质的量不变,体积不变,则各物质的浓度不变,反应速率不变,平衡不移动;
故答案为:c>b>a;不;
②设反应前通入1mlNO2,消耗NO2的物质的量为xml,则消耗N2O4的物质的量0.5xml,平衡时NO2的物质的量为(1-x)ml,平衡时N2O4的物质的量为0.5xml,则1-x=0.5x,则x=,则NO2的转化率为66.7%;
故答案为:66.7%;
③,温度不变,K不变,加入N2O4后比值减小;
故答案为:变小;
【小问3详解】
①燃料电池为原电池,电解质中的阳离子移动到正极,则左侧为负极,右侧为正极,电子由负极移动正极,由A到B;
故答案为:A到B;
②A为负极发生氧化反应,则;
故答案为:;
③B为正极发生还原反应,,根据A、B电极室电子守恒,A中生成0.1mlN2时,转移1ml电子,B中转移1ml电子,则当A中有1ml电子转移,生成的H+的物质的量为电子;
故答案为:;
④ 铵根在好氧微生物反应器中转化为硝酸根,;
故答案为:。
18. 党的二十大报告指出:“倡导绿色消费,推动形成绿色低碳的生产方式和生活方式”。将CO2应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。回答下列问题:
(1)通过使用不同的新型催化剂,实现二氧化碳加氢合成转化为甲醇(CH3OH)也有广泛的应用。可能发生的反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
则反应Ⅲ: _______
(2)一定条件下,的反应历程如图所示。该反应的反应速率由第___________(填“l”或“2”)步决定。
(3)为提高的平衡产率,应选择的反应条件为___________(填标号)。
A. 低温、高压B. 高温、低压C. 低温、低压D. 高温、高压
(4)不同压强下,按照n(CO2):n(H2)=1:3投料,实验测得CO2的平衡转化率随温度的变化关系如下图所示。
压强P1、P2、P3由小到大的顺序为___________; 图中T温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是___________。
(5)一定条件下,向体积为2L 的恒容密闭容器中通入2ml CO2和6ml H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为xml,CO为yml,此时H2O(g)的浓度为___________ml∙L−1(用含x、y的代数式表示,下同),反应Ⅱ的平衡常数为___________。
【答案】(1)+90.18
(2)1 (3)A
(4) ①. P3
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律可知,反应Ⅲ由反应Ⅱ-反应I得到,故;
【小问2详解】
由题干反应历程图信息可知,步骤1的活化能高于步骤2,即步骤1的反应速率更慢,是总反应的决速步;
小问3详解】
根据反应I、Ⅲ可知,生成的反应是气体计量数减小的放热反应,则高压、低温有利于提高的产率,答案选A;
【小问4详解】
反应I是气体体积减小的可逆反应,反应Ⅱ是气体体积不变的可逆反应,压强对反应的影响主要是反应I;增大压强可提高二氧化碳的平衡转化率,则压强P1、P2、P3由小到大的顺序P3
【小问5详解】
设达到平衡时体系中H2O的物质的量为a ml,CO2的物质的量为bml,H2的物质的量为 c ml,则根据元素守恒可列关系式:
由碳元素守恒可得:①x+y+b=2,
由氧元素守恒可得:②x+y+a+2b=4,
由氢元素守恒可得:③4x+2a+2c=12,
由①②③解得,a=x+y,b=2-x-y,c=6-3x-y,即H2O的物质的量为(x+y)ml,则其的浓度为;选项
实验目的
实验过程
现象和结论
A.
探究HA酸性强弱
等体积pH=3 的 HA 和HB 两种酸分别与足量的锌反应
相同时间内,HA 收集到的氢气多, 说明 HA是强酸
B.
探究压强对化学平衡的影响
在一定温度下的密闭容器中发生反应:, 平衡时 A 的浓度为0.5ml/L。保持温度不变,将容器扩大到原来的2倍,再次平衡时A的浓度为 0.3ml/L。
说明该反应减压时,平衡向正反应方向移动
C.
探究温度对反应速率的影响
两支试管分别装5mL0.2ml·L⁻¹Na2S2O3溶液和5mL0.2ml·L⁻¹H2SO4溶液的混合溶液,分别放在热水和冷水中
热水中先出现浑浊,说明温度越高,反应速率越快
D.
探究可逆反应热效应
已知CuCl2溶液中存在下列平衡:,取一定浓度的CuCl2溶液,升高温度
溶液由蓝色变为黄色,说明该反应ΔH<0
化学式
NH3·H2O
CH3COOH
HF
HClO
H2CO3
电离平衡常数K
1.8×10⁻5
1.8×10⁻5
4.0×10⁻4
3.0×10⁻8
4.3×10⁻7,5.6×10⁻11
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