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2017-2018学年河南省商丘市第一高级中学高二上学期期末考试化学试题 解析版
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河南省商丘市第一高级中学2017-2018学年高二上学期期末考试化学试题
命题人 :李慧 审题人 :张军凯
说明:
1、本份试卷满分100分,考试时间90分钟。答案请写到答题卷的相应位置,写在试卷上不得分。
2、共20题:Ⅰ卷选择题共16小题,每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题目要求;Ⅱ卷共4大题,共52分。
3、可能用到的原子量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Ag-108 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题(共48分)
一、选择题:(每小题只有一个选项符合题意,共16小题,每小题3分)
1. 下列说法正确的是
A. 明矾水解形成的Al(OH)3胶体能杀菌消毒,可用于水的净化
B. 镀锡的铁制品比镀锌的铁制品耐腐蚀
C. pH=6的某溶液一定呈酸性
D. 二次电池充电时,电池上标有“+”的电极应与外接电源的正极相连
【答案】D
【解析】A、明矾中的铝离子能水解生成氢氧化铝胶体可以吸附水中的悬浮物,能净水,但不能杀菌消毒,选项A错误;B、镀锡铁镀层破损后,形成原电池,铁做负极,而镀锌铁镀层破损后,形成原电池,锌做负极,铁做正极,铁不腐蚀,所以镀锌铁更耐用,选项B错误;C、溶液的pH=6,溶液不一定为酸性,如100℃时水的离子积为10-12,溶液为中性时溶液的pH=6,选项C错误;D、充电器的正极(+)与电池正极(+)连接,充电器的负极(-)与电池负极(-)连接,充电时电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连,选项D正确。答案选D。
点睛:本题考查盐类水解,金属的防护,溶液酸碱性判断等。易错点为选项C:溶液的酸碱性是由溶液中c(H+)和 c(OH-)相对大小决定,而不在于c(H+)或c(OH-)绝对值的大小,与溶液的PH值无关。c(H+)= c(OH-)的溶液为中性溶液;c(H+)>c(OH-)的溶液为酸性溶液;c(H+)<c(OH-)的溶液为碱性溶液。
2. 下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是
A. 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-===Fe2+
B. HS-的水解方程式:HS-+H2OS2-+H3O+
C. CO32-的水解方程式:CO32-+H2OHCO3-+OH-
D. AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合:2Al3++3CO32-===Al2(CO3)3↓
【答案】C
【解析】A.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+,故A错误;
B.HS﹣的水解离子方程式为HS﹣+H2O⇌OH﹣+H2S,故B错误;
C.CO32﹣的水解离子方程式为CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣,故C正确;
D.AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合的离子反应为3H2O+2Al3++3CO32﹣═2Al(OH)3↓+3CO2↑,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查离子反应方程式书写的正误判断,为高频考点,把握发生的反应及离子反应的书写方法为解答的关键,侧重电极反应、水解反应的离子反应考查,题目难度不大.
3. 由反应物 X 分别转化为 Y 和 Z 的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 由 X→Z 反应的 ΔH > 0
B. 由 X→Y 反应的 ΔH=E5 -E2
C. 升高温度有利于提高 Z 的产率
D. 降低压强有利于提高 Y 的产率
【答案】D
【解析】由图象可以知道,由 X→Z 反应过程中,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即该反应的ΔH < 0,A错误;根据化学反应的实质,由X→Y反应的,B错误;由B分析可以知道,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,Z的产率降低,C错误;根据化学反应,该反应是气体系数和增加的可逆反应,降低压强,平衡正向移动,有利于提高Y的产率,D正确;正确选项D。
点睛:反应物的总能量大于生成物的总能量,正反应为放热反应,ΔH < 0;反应物的总能量小于生成物的总能量,正反应为吸热反应,ΔH > 0。
4. 如图所示,将铁棒和石墨棒插入1 L 1 mol·L-1食盐水中。下列说法正确的是
A. 若电键K与N连接,铁被保护不会腐蚀
B. 若电键K与N连接,正极反应式是4OH--4e-===2H2O+O2↑
C. 若电键K与M连接,铁棒上有黄绿色气体产生
D. 若电键K与M连接,当两极共产生22.4 L(标准状况)气体时,生成了1 mol NaOH
【答案】D
【解析】电键K与N连接时,铁作原电池的负极,发生氧化反应,会发生腐蚀,A错误;K与N连接时,正极发生还原反应:,B错误;K与M连接时,铁做阴极,溶液中的氢离子在此极得电子变为无色无味的氢气,C错误;K与M连接时该装置为电解池,石墨棒是阳极,铁棒是阴极,发生总反应式为,由反应数量对应关系可知,两电极产生的气体体积相等,而产生1molCl2时生成的OH-为2mol,故两极共生成22.4L气体时,生成1 mol NaOH,D正确;正确选项D。
点睛:作为电解池,如果金属铁连在电源的正极上做电解池的阳极,铁失电子变为亚铁离子,如果金属铁连在电源的负极上做电解池的阴极,金属铁就不能失电子,只做导体的作用。
5. 下列叙述与图象对应符合的是
A. 对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B. 对于反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH < 0,p2 > p1,T1 > T2
C. 该图象表示的化学方程式为:2A===B+3C
D. 对于反应2X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH < 0,y可以表示Y的百分含量
【答案】B
【解析】对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在时刻充入了一定量的NH3,c(NH3)立即增大,故立即增大,因为反应物的浓度是在原来基础上逐渐增大,在原来基础上逐渐增大,不会出现突变,A错误;根据“定一议二”的原则,将曲线a和b做对比可以知道压强p2 > p1,将曲线b和c做对比可以知道温度T1 > T2,B是正确;根据图象可以知道,A为反应物,B和C为生成物,在时反应达平衡,A、B、C的浓度的变化量分别为、和,故A、B、C的计量数之比为,因为此反应最后达平衡,故为可逆反应,化学方程式为:2AB+3C,C错误;从图象可以知道,温度T升高,y降低;而对于反应2X(g)+3Y(g) 2Z(g)ΔH < 0,升高温度,平衡左移,Y的百分含量升高,故y不能表示Y的百分含量,D错误;正确选项 B。
点睛:对于速率和时间的图像,一般来讲,造成V(正)、V(逆)都发生突变,改变了压强和温度;如果只改变了反应物或生成物的浓度,V(正)或V(逆)有一个发生突变,有一个发生渐变。
6. 下列叙述正确的是
A. CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
B. NH3是极性分子,分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心
C. CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
D. H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
【答案】D
【解析】CCl4中C与4个Cl形成4个键,孤对电子数为0,为正四面体结构,非极性分子, A错误;N与3个H原子形成键,孤对电子数为,为三角锥形分子,B错误;CO2是非极性分子,C与2个O形成键,孤对电子数为,为直线形分子,C错误;H2O中O与2个H形成键,孤对电子数为,为V形分子,D正确;正确选项D。
点睛:CCl4、CH4均为正四面体构型,CH2Cl2为四面体构型;CO2、C2H2均为直线构型;H2O为V形;NH3为三角锥形。
7. 下列各组比较项目包含的数据关系中,前者比后者大的是
A. 氨水与氯水中微粒种数 B. C2H2与C6H6分子中碳碳键键长
C. NH4+离子与P4分子中的键角 D. H2O2与O2分子中氧氧键键能
【答案】C
【解析】氯水的成分:水分子、氯离子、次氯酸根离子、氢离子、氢氧根离子、氯气分子、次氯酸分子共7种;氨水中含有的微粒:氨气分子、水分子、铵根离子、氢离子、氢氧根离子、一水合氨分子,共6种;前者大于后者与题意不符,A错误;乙炔是不饱和烃,分子中存在碳碳叁键;苯分子结构是特殊的结构,六个碳原子间形成的是介于单双键之间的化学键,键长前者小于后者,B错误;P4和NH4+离子都是正四面体构型,P4的键角是60°,而NH4+离子键角为109.5°,所以NH4+离子键角大于P4分子中的键角,C正确;H2O2中氧氧键是单键,O2分子中氧氧键是双键,双键键能高于单键键能,D错误;正确选项C。
8. 25℃时,水的电离可达到平衡:H2OH++OH- △H>0,下列叙述正确的是
A. 向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
B. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
C. 向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 将水加热,Kw增大,pH不变
【答案】A
【解析】向水中加入少量固体硫酸氢钠, 硫酸氢钠电离出的氢离子,抑制水电离,平衡逆向移动,但是c(H+)增大,因为温度不变,Kw不变,A正确;向水中加入氨水,氨水是碱能够抑制水的电离,平衡逆向移动,c(H+)减小,c(OH-)增大,B错误;向水中加入少量固体醋酸钠,醋酸根离子与水电离出的氢离子结合生成弱电解质醋酸,促进水电离,平衡正向移动,C错误;水的电离是吸热过程,将水加热,促进水的电离,Kw增大,氢离子浓度增大,pH减小,D错误;正确选项A。
点睛:对于水的电离平衡来讲,加入酸或碱,抑制水的电离,平衡左移;加入能够水解的盐,促进水电离,平衡右移。
9. 如图所示,关闭活塞,向甲、乙两刚性密闭容器中分别充入1 mol A、2 mol B,此时甲、乙的容积均为2 L(连通管体积忽略不计)。在T℃时,两容器中均发生下述反应:A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g) △H < 0。达平衡时,乙的体积为2.6 L,下列说法正确的是
A. 甲中反应的平衡常数小于乙
B. 若打开活塞K,达平衡时乙容器的体积为3.2 L
C. 当乙中A与B的体积分数之比为1:2时,反应达到平衡状态
D. 平衡时甲容器中A的物质的量小于0.55 mol
【答案】B
【解析】化学平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,甲、乙两容器的反应温度相同,平衡常数相等,A错误;若打开活塞K,相当于等压条件,与原来的乙等效,故反应后总体积为2.6L×2=5.2L,所以达平衡时乙容器的体积为5.2L-2L=3.2L,B正确;由于反应物A与B按照1:2通入的,且二者的转化率相等,所以这个过程中A与B的体积分数之比恒为1:2,不能判断反应是否达到平衡状态,C错误;乙变成恒压,达平衡时,乙的体积为2.6L,平衡时混合物的物质的量之和为开始时的1.3倍,利用三段式计算得平衡时A的物质的量为0.55mol;甲保持恒容,相当于达到平衡状态后再进行加压,平衡将逆向移动,A的转化率减小,所以平衡时甲容器中A的物质的量大于0.55mol,D错误; 正确选项B。
10. 铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2,电解质溶液为30% H2SO4。下图是处于工作状态的铅蓄电池示意图,若两电极的质量都增加且a极增加得更多。下列说法正确的是
A. a为铅蓄电池的正极
B. b电极发生的反应为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
C. 该铅蓄电池正在充电
D. 工作一段时间后,溶液的pH不断减小
【答案】B
【解析】放电时负极电极反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ,正极电极反应为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,可知正极质量增加的多,则a为Pb,做负极,A错误;b为正极,正极电极反应PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,B正确;铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2,放电时负极反应式为Pb-2e-+PbSO4,负极质量增加;正极反应式为PbO2+2e-+4H++PbSO4+2H2O,正极质量也增加,但经过相同时间后负极增加的质量较多,故a极为负极,b极为正极,电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。由此可知该铅蓄电池正在放电,C错误;由Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O可知,氢离子浓度减小,pH增大,D错误;正确选项B。
11. 电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如下图所示。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。下列叙述中正确的是
A. A膜是阳离子交换膜
B. 通电后,海水中阴离子往b电极处运动
C. 通电后,a电极的电极反应式为4OH--4e-=== O2↑+2H2O
D. 通电后,b电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀
【答案】D
.....................
12. 根据如表提供的数据可知,在溶液中能大量共存的微粒组是
A. H2CO3 、HCO3-、CH3COO-、CN-
B. CO32-、 HCO3-、CH3COOH、CN-
C. HCO3-、CH3COO-、CN-、HCN
D. HCN 、HCO3-、CN-、CO32-
【答案】C
【解析】相同温度下,电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,因此酸性强弱顺序为:;根据“强酸制弱酸”进行判定:酸性强于,与反应生成和,因此不能大量共存,A错误;酸性最强,与反应生成和,与反应生成和,与反应生成和,因此不能大量共存,B错误;酸性较弱,不能与、、反应,四种微粒可以大量共存,C正确;酸性强于,与反应生成和,因此不能大量共存,D错误;正确选项C。
点睛:针对此题可知:相同温度下,电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,因此酸性强弱顺序为:;有此可知同一浓度的盐溶液①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaCN ④NaHCO3的碱性由大到小的顺序为:②>③>④>①。
13. 在1L 恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(s),所得实验数据如下表,下列说法不正确的是
A. 正反应为放热反应
B. 实验①中,5min达平衡,用X表示的平均反应速率v(X)=0.016 mol/(L·min)
C. 实验②中,该反应的平衡常数K=12.5
D. 实验②中,达到平衡时,a大于0.16
【答案】A
【解析】①③相比,Y的浓度不同、温度不同,Y的量减少或升高温度平衡逆向移动,均可使平衡时M的物质的量减小,则不能判断正反应是否为放热反应,A错误; 实验①中,生成M为0.08 mol,则X的变化量为0.08 mol, 5min达平衡达平衡,用X表示的平均反应速率v(X)= (0.08÷1)/5=0.016 mol/(L·min);B正确;①②中温度相同,则K相同,由①可以知道:
⇌
开始 0.1 0.4 0
转化 0.08 0.08 0.08
平衡 0.02 0.32 0.08
,C正确;①②温度相同、体积相同,②中物质的量为①的2倍,若平衡不移动,,但是压强增大平衡正向移动,则a大于0.16,D正确;正确选项 A。
14. 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-197 kJ·mol-1,向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol SO2 和1 mol O2;(乙) 1 mol SO2 和0.5 mol O2;(丙) 2 mol SO3;恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A. 若c(SO2)与c(O2)之比为k,则:k甲=k丙>k乙
B. 反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙>2Q乙
C. 容器内压强P:P甲=P丙>2P乙
D. SO3的质量m:m甲=m丙>2m乙
【答案】D
【解析】加入的反应物中,所有组中反应物比例相同且和系数比例相同,则K均相等,A错误;与甲相比,因乙的量是甲的一半,乙相对甲来说,平衡向气体多的左侧逆向移动了,所以放出的热量的2倍小于甲,但是甲、丙反应放出或吸收热量的数值Q不一定相等,B错误;从题给信息中推测出恒温恒容下,甲和丙是等效的,乙相对甲和丙,平衡向气体多的左侧逆向移动了,所以,C错误;从题给信息中推测出恒温恒容下,甲和丙是等效的,乙相对甲和丙,平衡向气体多的左侧逆向移动了,所以剩下的不到甲(丙)的一半儿, D正确;正确选项D。
15. 25℃时,下列有关溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是
A. 0.1 mol·L-1 Na2CO3与0.l mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:2/3 c(Na+) = c(CO32-) + c(HCO3-) + c(H2CO3)
B. 0.1 mol·L-1 Na2C2O4与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C. 0.1 mol·L-1 CH3COONa与0.l mol·L-1 HCl 溶液等体积混合:c(Na+) = c(Cl-) > c(OH-) > c(CH3COO-)
D. 0.l mol·L-1 NH4Cl与0.l mol·L-1氨水等体积混合(pH > 7): c(NH3·H2O) > c(NH4+) > c(Cl-) > c(OH-)
【答案】A
16. 25℃时,用浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和盐酸分别滴定体积均为20mL、浓度均为0.1 mol·L-1的HA溶液与BOH溶液。滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A. HA为弱酸,BOH为强碱
B. a点时,溶液中粒子浓度存在关系:c(B+) > c(Cl-) > c(OH-) > c(BOH)
C. c、d两点溶液混合后微粒之间存在关系:c(H+) = c(OH-) + c(BOH)
D. b点时两种溶液中水的电离程度相同,且V=20
【答案】C
【解析】根据图象分析,虚线图象是HCl滴定BOH溶液,实线图象是NaOH滴定HA溶液,HA溶液与BOH溶液均为0.1 mol·L-1,根据起始状态判断,HA溶液的pH为1,则HA完全电离,是强酸;BOH起始时溶液的pH为11,不完全电离,则BOH是弱碱; HA是强酸,BOH是弱碱,A错误;a点所在曲线是的HCl滴定的BOH,根据溶液中的电荷守恒:,溶液为碱性,大量存在BOH,溶液中,则,反应产物为BCl且剩余大量的BOH,溶液中,B错误;c点对于NaOH滴定HA溶液时,溶液此时为碱性,可判断此时溶液的组分为NaOH过量和NaA;d点对于HCl滴定BOH溶液时,溶液此时为酸性,可判断溶液的组分为BCl和过量的HCl,因为c、d点时滴加NaOH或者HCl的量相同,则在c、d点时,平衡时NaOH和NaA,BCl和HCl的物料比相同,记为,根据反应关系和初始条件关系,可以知道c、d点溶液混合之后发生反应,最终溶液的组分关系为x份、1份和1份,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)+c(Cl-),根据物料守恒: c(A-)= c(B+)+ c(BOH),由于c(Na+)= c(Cl-),则有c(H+) = c(OH-) + c(BOH);D正确;正确选项C。
第Ⅱ卷 非选择题(共52分)
二. 填空题
17. 右图是一个化学过程的示意图。
(1)C(Pt)电极的名称是__________。
(2)写出通入O2的电极上的电极反应式_______________________。
(3)写出通入CH3OH的电极上的电极反应式________________________。
(4)若丙池是电解饱和食盐水溶液,则阳极的电极反应为________________________。
(5)写出乙池中反应的化学方程式________________________。
(6)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2_________mL(标准状况下);若丙池中饱和食盐水溶液的体枳为500 mL,电解后,溶液的pH=________。(25℃,假设电解前后溶液的体积无变化)。
【答案】 (1). 阳极 (2). O2+2H2O+4e-=4OH- (3). CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O (4). 2Cl--2e-=Cl2↑ (5). 2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3 (6). 280 (7). 13
【解析】燃料电池中,通入燃料的电极为负极,电极反应为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O ,通入氧化剂的电极为正极,正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-;乙池、丙池是电解池,与电源正极相连的是阳极,与电源负极相连的是阴极,则A是阳极、B是阴极,乙池中阳极、阴极电极反应分别为、,丙池中C是阳极,D是阴极,电解质溶液是氯化钠溶液,氢离子在阴极放电,氯离子在阳极放电。
(1)通入氧气的电极是正极,C(Pt)电极的名称是阳极;正确答案:阳极。
(2)通入氧气的电极上的电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-;正确答案:O2+2H2O+4e-=4OH-。
(3)燃料电池中,通入燃料的电极为负极,甲醇分子失电子在碱性环境下生成碳酸根离子,电极反应为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;正确CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。
(4)丙池中C是阳极,D是阴极,电解质溶液是氯化钠溶液,氯离子在阳极失电子产生氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑;正确答案:2Cl--2e-=Cl2↑。
(5)乙池中A是阳极、B是阴极,阳极水电离出的氢氧根失电子产生氧气,阴极银离子得电子产生单质银,属于放氧生酸型,电解反应的化学方程式为:2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3 ;正确答案:2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3。
(6)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,根据,转移电子为,根据甲池中O2+2H2O+4e-=4OH-,标况下,甲池中理论上消耗氧气的体积,产生氢氧根离子的物质的量,,则溶液;正确答案:280; 13。
18. (1)相同温度下等物浓度的下列溶液中,A.NH4C1 B.NH4HCO3 C.NH4HSO4 D.(NH4)2SO4
① pH值由大到小的顺序是___________________(用对应的字母填写)。
② NH4+离子浓度由大到小的顺序是___________________(用对应的字母填写)。
(2)25℃向50 mL 0.018 mol·L-1 的 AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-l的盐酸,生成沉淀。己知该温度下AgCl的Ksp =l.0×l0-10,忽略溶液的体积变化,请计算:
① 完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=_____________。
② 完全沉淀后,溶液的pH=____________。
(3)弱酸及其盐在水中存在多种平衡关系。己知NaA水溶液呈碱性,常温下将0.l mol NaA和0.05 mol HCl溶于水,得到1 L溶液。
① 己知该混合溶液为弱酸性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________________。
② 向该混合物中再加0.03mol NaOH,溶液中n(A-) +n(OH-)-n(H+) =________。
(4)三氯化铁是一种重要的化合物,可以用来腐蚀电路板。某腐蚀废液中含有0.5 mol·L-1 Fe3+和0.26 mol·L-1 Cu2+,欲使Fe3+完全沉淀[c(Fe3+) ≤ 4×l0-5 mol·L-1 ]而Cu2+不沉淀,则需控制溶液pH的范围为_________。[KspCu(OH)2 = 2.6×l0-19;KspFe(OH)3 = 4×l0-38]
【答案】 (1). B、A、D、C (2). D、C、A、B (3). 1.0×10-7 mol/L (4). 2 (5). c(Na+) > c(A-) > c(Cl-) > c(H+) > c(OH-) (6). 0.08mol (7). 3 ≤pH≤5
【解析】(1)A.铵根离子水解,溶液呈酸性;B.碳酸氢根离子促进铵根离子水解,酸性较氯化铵溶液酸性弱;C.电离出氢离子,并抑制铵根离子水解,显强酸性;D.铵根离子水解,水解程度不大,铵根离子浓度最大,酸性比氯化铵溶液的酸性强,但是比硫酸氢铵的酸性弱。
①pH值由大到小的顺序是: B、A、D、C ,正确答案: B、A、D、C 。
②NH4+离子浓度由大到小的顺序是D、C、A、B ;正确答案D、C、A、B。
(2)①向50 mL 0.018 mol·L-1 的 AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-l的盐酸, 混合后两者浓度分别为c(Ag+)=0.018/2=0.009 mol·L-l、c(Cl-)=0.02/2=0.01mol·L-l,由于Ag+与Cl-为等物质的量反应,因此Cl-过量,浓度为c(Cl-)=0.01-0.009=0.001 mol·L-l,根据Ksp =l.0×l0-10,则c(Ag+)= l.0×l0-10/0.001=1.0×10-7 mol/L;正确答案:1.0×10-7 mol/L。
②沉淀生成后,氢离子浓度c=0.02/2=0.01 mol/L,所以溶液的pH=2;正确答案:2。
(3)①常温下将0.l mol NaA和0.05 mol HCl溶于水,得到1 L溶液,所得溶液中含有:0.05 molNaA、0.05molHA、0.05molNaCl;己知该混合溶液为弱酸性,同浓度溶液中HA电离大于离子的水解, c(A-) > c(Cl-)、c(H+) > c(OH-),则溶液中离子浓度大小为:c(Na+) > c(A-) > c(Cl-) > c(H+) > c(OH-);正确答案:c(Na+) > c(A-) > c(Cl-) > c(H+) > c(OH-)。
②向该混合物中再加0.03mol NaOH,酸碱发生中和后,混合液中含有0.05molNaCl、0.08molNaA、0.02 molHA,根据混合液中电荷守恒可得:n(A-) +n(OH-)+ c(Cl-)= c(Na+)+ n(H+),则n(A-) +n(OH-)-n(H+) =c(Na+)-c(Cl-)=0.05+0.08-0.05=0.08 mol;正确答案:0.08 mol。
(4)根据,当完全沉淀时,此时溶液,当开始沉淀时,根据,,此时溶液,则需控制溶液的范围为3 ≤pH≤5;正确答案:3 ≤pH≤5。
19. 已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、超细颗粒(PM2.5)等有害物质。目前,已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法。
(1)工业上可采用CO和H2合成甲醇,发生反应为(I)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0 在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_______。
A.正反应速率先增大后减小 B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大 D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小 F.氢气的转化率减小
(2)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:(Ⅱ)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0 。则该反应在________________(填高温、低温或任何温度)下能自发进行。
(3)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应(Ⅱ),经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。以下说法正确的是_________
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右脱氮
(4)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
① A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_______Kc(B)(填“<” 或“>”或“=”)。
② A、B、C三点中NO2的转化率最高的是____(填“A”或“B”或“C”)点。
③ 计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】 (1). AC (2). 低温 (3). D (4). = (5). A (6). 2 MPa
【解析】(1)化学平衡的标志是正逆反应速率相等,当正反应速率大于逆反应速率时,说明反应是正向进行的;正反应速率先增大后减小,说明反应正向进行,A正确;逆反应速率先增大后减小,说明反应逆向进行,B错误;化学平衡常数K值增大,说明平衡正向进行,C正确;反应物的体积百分含量增大,平衡逆向进行,D错误;容器的体积不变,密度减小,说明抽出一部分气体,无法判断抽的是反应物还是生成物,E错误;增大氢气的浓度,反应向右进行,但是氢气的转化率减小;若减小压强,平衡左移,但是氢气的转化率也减小;无法判定反应进行的方向,F错误;正确选项AC。
(2)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0 ,∆S<0,则该反应在低温下能够自发进行;正确答案:低温。
(3)催化剂不会影响转化率,只影响反应速率,所以第(2)种催化剂和第(1)种催化剂对转化率没有影响,A错误;反应为体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,脱氮率减小,B错误;图象研究的是不同催化剂在不同的温度下的活性比较,最高点为催化剂活性最大的状态,与平衡转化率无关,C错误;两种催化剂分别在和左右催化效率最高,说明此时催化剂的活性最大,D正确;正确选项D。
(4)①A、B两点温度相等,所以化学平衡常数相等;正确答案:=。
②由方程式可以知该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,的转化率降低,A、B、C 三点中A点压强最小,所以转化率最高;正确答案:A。
③设生成二氧化碳xmol,列三段式:
2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),
起始量 1 0 0
变化量 x 0.5x x
平衡量 1- x 0.5x x
从图知C点时NO2和CO2的物质的量浓度相等,则,计算得出x=0.5 ,则平衡时总的物质的量为1.25mol,C点时该反应的压强平衡常数;正确答案:2MPa。
点睛:判断反应自发进行的条件,一般规律:①△H<0 、∆S<0,低温下自发进行;②△H<0 、∆S>0,任何条件下都能自发进行;③△H>0 、∆S<0,任何条件下不能自发进行;④ △H>0、∆S>0,高温下自发进行。
20. Cu、Ni、V为制造合金及合成催化剂的重要元素。 请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式是_________________。基态铜原子价电子层排布依据的原理,可用于解释下列事实的是___________。
A.Fe2+易被氧化为Fe3+ B.铜丝灼烧时焰色呈绿色
C.N的第一电离能大于O的第一电离能 D.NaCl的熔点比KCl的高
(2)[Cu(NH3)4]SO4是一种重要的配合物。与SO42-互为等电子体的分子的化学式为__________(任写一种)。NH3与CH4的VSPER构型相同,其中NH3的键角较小,原因是____________。Ni(CO)4中σ键和π键的数目之比为_________。
(3)钒的某种配合物有增强胰岛素和降糖作用,其分子结构如图所示。
① 基态V元素的价层电子轨道表示式______________________,分子中非金属元素电负性由大到小的顺序为________。
② 该物质的晶体中除配位键外,所含微粒间作用力的类型还有___________(填序号)。
a.金属键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力 e.氢键
③ 1mol分子中含有配位键的数目是______,分子中采取sp2杂化的原子有_______。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar] 3d104s1) (2). AC (3). CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等任写一种 (4). NH3分子中N原子有孤对电子,孤对电子对成键电子有较大的斥力,使NH3键角减小 (5). 1:1 (6). (7). O、N、C、H (8). bcd (9). 2NA (10). N、C
【解析】铜的原子序数为29,基态铜原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1;Fe2+的价电子3d6失去一个电子可形成3d5半充满稳定结构,与价电子层排布有关,A正确;铜丝灼烧时焰色呈绿色,是因原子外层电子吸收能量,跃迁到激发态,当电子跃迁回基态时,会放出能量,这种能量以光的形势释放,不同的元素其跃迁的轨道不同,释放的能量的大小也不同,而能级差决定了释放出的光的频率,即决定了光的颜色,与价电子层排布无关,B错误;N原子2p能级半充满,稳定性强,所以氮元素的第一电离能大于氧元素的,与价电子层排布有关,C正确;由于二者都是相同的阴离子,对于钠离子而言,其外层电子有三层,而钾离子有四层,层数越多,质子对最外层电子的束缚能力越弱,而正是最外的这一层电子参与了晶键的形成,因此同钠离子比较,钾离子束缚力弱,在较低的温度下其外层电子即可游离,故NaCl的熔点比KCl的高,与价电子层排布无关,D错误;正确答案:1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar] 3d104s1);AC。
(2) 与SO42-互为等电子体的分子可以采用“左右移位,同族替换”的方法寻找:CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等任意一种;NH3与CH4的VSPER构型相同,其中NH3的键角较小,原因是NH3分子中N原子有孤对电子,孤对电子对成键电子有较大的斥力,使NH3键角减小;4分子一氧化碳,每分子中C与O成一个σ键,C的孤对电子与Ni的空轨道成一个配位键,所以一个Ni(CO)4中含8个σ键;每分子中C与O成2个π键,4分子的一氧化碳含有8个π键,所以Ni(CO)4中σ键和π键的数目之比为1:1;正确答案:CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等任写一种;NH3分子中N原子有孤对电子,孤对电子对成键电子有较大的斥力,使NH3键角减小;1:1。
(3)①基态V元素的价层电子排布式为,轨道表示式为;同周期自左而右电负性增大,非金属性越强,电负性越大,故电负性:O、N、C、H依次减小;正确答案是:;O、N、C、H;
②该物质的晶体中除配位键外,分子之间存在范德华力,分子内不同原子之间形成极性键、同种原子之间形成非极性键,不存在金属键与氢键;正确答案:bcd。
③分子中C原子、N原子键均为3,均没有孤电子对,杂化轨道数目均为3,均采取杂化,V与N原子之间形成配位键,1mol分子含有2mol配位键,即含有2NA 个配位键;正确答案C、N;2NA。
命题人 :李慧 审题人 :张军凯
说明:
1、本份试卷满分100分,考试时间90分钟。答案请写到答题卷的相应位置,写在试卷上不得分。
2、共20题:Ⅰ卷选择题共16小题,每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题目要求;Ⅱ卷共4大题,共52分。
3、可能用到的原子量:H-1 O-16 Na-23 S-32 Ag-108 Cu-64
第Ⅰ卷 选择题(共48分)
一、选择题:(每小题只有一个选项符合题意,共16小题,每小题3分)
1. 下列说法正确的是
A. 明矾水解形成的Al(OH)3胶体能杀菌消毒,可用于水的净化
B. 镀锡的铁制品比镀锌的铁制品耐腐蚀
C. pH=6的某溶液一定呈酸性
D. 二次电池充电时,电池上标有“+”的电极应与外接电源的正极相连
【答案】D
【解析】A、明矾中的铝离子能水解生成氢氧化铝胶体可以吸附水中的悬浮物,能净水,但不能杀菌消毒,选项A错误;B、镀锡铁镀层破损后,形成原电池,铁做负极,而镀锌铁镀层破损后,形成原电池,锌做负极,铁做正极,铁不腐蚀,所以镀锌铁更耐用,选项B错误;C、溶液的pH=6,溶液不一定为酸性,如100℃时水的离子积为10-12,溶液为中性时溶液的pH=6,选项C错误;D、充电器的正极(+)与电池正极(+)连接,充电器的负极(-)与电池负极(-)连接,充电时电池上标注“+”的电极应与外接电源的正极相连,选项D正确。答案选D。
点睛:本题考查盐类水解,金属的防护,溶液酸碱性判断等。易错点为选项C:溶液的酸碱性是由溶液中c(H+)和 c(OH-)相对大小决定,而不在于c(H+)或c(OH-)绝对值的大小,与溶液的PH值无关。c(H+)= c(OH-)的溶液为中性溶液;c(H+)>c(OH-)的溶液为酸性溶液;c(H+)<c(OH-)的溶液为碱性溶液。
2. 下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是
A. 钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式:Fe-2e-===Fe2+
B. HS-的水解方程式:HS-+H2OS2-+H3O+
C. CO32-的水解方程式:CO32-+H2OHCO3-+OH-
D. AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合:2Al3++3CO32-===Al2(CO3)3↓
【答案】C
【解析】A.钢铁发生电化学腐蚀的负极反应式为Fe﹣2e﹣═Fe2+,故A错误;
B.HS﹣的水解离子方程式为HS﹣+H2O⇌OH﹣+H2S,故B错误;
C.CO32﹣的水解离子方程式为CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣,故C正确;
D.AlCl3溶液与Na2CO3溶液混合的离子反应为3H2O+2Al3++3CO32﹣═2Al(OH)3↓+3CO2↑,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查离子反应方程式书写的正误判断,为高频考点,把握发生的反应及离子反应的书写方法为解答的关键,侧重电极反应、水解反应的离子反应考查,题目难度不大.
3. 由反应物 X 分别转化为 Y 和 Z 的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 由 X→Z 反应的 ΔH > 0
B. 由 X→Y 反应的 ΔH=E5 -E2
C. 升高温度有利于提高 Z 的产率
D. 降低压强有利于提高 Y 的产率
【答案】D
【解析】由图象可以知道,由 X→Z 反应过程中,反应物的总能量高于生成物的总能量,该反应为放热反应,即该反应的ΔH < 0,A错误;根据化学反应的实质,由X→Y反应的,B错误;由B分析可以知道,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,Z的产率降低,C错误;根据化学反应,该反应是气体系数和增加的可逆反应,降低压强,平衡正向移动,有利于提高Y的产率,D正确;正确选项D。
点睛:反应物的总能量大于生成物的总能量,正反应为放热反应,ΔH < 0;反应物的总能量小于生成物的总能量,正反应为吸热反应,ΔH > 0。
4. 如图所示,将铁棒和石墨棒插入1 L 1 mol·L-1食盐水中。下列说法正确的是
A. 若电键K与N连接,铁被保护不会腐蚀
B. 若电键K与N连接,正极反应式是4OH--4e-===2H2O+O2↑
C. 若电键K与M连接,铁棒上有黄绿色气体产生
D. 若电键K与M连接,当两极共产生22.4 L(标准状况)气体时,生成了1 mol NaOH
【答案】D
【解析】电键K与N连接时,铁作原电池的负极,发生氧化反应,会发生腐蚀,A错误;K与N连接时,正极发生还原反应:,B错误;K与M连接时,铁做阴极,溶液中的氢离子在此极得电子变为无色无味的氢气,C错误;K与M连接时该装置为电解池,石墨棒是阳极,铁棒是阴极,发生总反应式为,由反应数量对应关系可知,两电极产生的气体体积相等,而产生1molCl2时生成的OH-为2mol,故两极共生成22.4L气体时,生成1 mol NaOH,D正确;正确选项D。
点睛:作为电解池,如果金属铁连在电源的正极上做电解池的阳极,铁失电子变为亚铁离子,如果金属铁连在电源的负极上做电解池的阴极,金属铁就不能失电子,只做导体的作用。
5. 下列叙述与图象对应符合的是
A. 对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) 在t0时刻充入了一定量的NH3,平衡逆向移动
B. 对于反应2A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH < 0,p2 > p1,T1 > T2
C. 该图象表示的化学方程式为:2A===B+3C
D. 对于反应2X(g)+3Y(g) 2Z(g) ΔH < 0,y可以表示Y的百分含量
【答案】B
【解析】对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)在时刻充入了一定量的NH3,c(NH3)立即增大,故立即增大,因为反应物的浓度是在原来基础上逐渐增大,在原来基础上逐渐增大,不会出现突变,A错误;根据“定一议二”的原则,将曲线a和b做对比可以知道压强p2 > p1,将曲线b和c做对比可以知道温度T1 > T2,B是正确;根据图象可以知道,A为反应物,B和C为生成物,在时反应达平衡,A、B、C的浓度的变化量分别为、和,故A、B、C的计量数之比为,因为此反应最后达平衡,故为可逆反应,化学方程式为:2AB+3C,C错误;从图象可以知道,温度T升高,y降低;而对于反应2X(g)+3Y(g) 2Z(g)ΔH < 0,升高温度,平衡左移,Y的百分含量升高,故y不能表示Y的百分含量,D错误;正确选项 B。
点睛:对于速率和时间的图像,一般来讲,造成V(正)、V(逆)都发生突变,改变了压强和温度;如果只改变了反应物或生成物的浓度,V(正)或V(逆)有一个发生突变,有一个发生渐变。
6. 下列叙述正确的是
A. CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
B. NH3是极性分子,分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心
C. CO2是非极性分子,分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
D. H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
【答案】D
【解析】CCl4中C与4个Cl形成4个键,孤对电子数为0,为正四面体结构,非极性分子, A错误;N与3个H原子形成键,孤对电子数为,为三角锥形分子,B错误;CO2是非极性分子,C与2个O形成键,孤对电子数为,为直线形分子,C错误;H2O中O与2个H形成键,孤对电子数为,为V形分子,D正确;正确选项D。
点睛:CCl4、CH4均为正四面体构型,CH2Cl2为四面体构型;CO2、C2H2均为直线构型;H2O为V形;NH3为三角锥形。
7. 下列各组比较项目包含的数据关系中,前者比后者大的是
A. 氨水与氯水中微粒种数 B. C2H2与C6H6分子中碳碳键键长
C. NH4+离子与P4分子中的键角 D. H2O2与O2分子中氧氧键键能
【答案】C
【解析】氯水的成分:水分子、氯离子、次氯酸根离子、氢离子、氢氧根离子、氯气分子、次氯酸分子共7种;氨水中含有的微粒:氨气分子、水分子、铵根离子、氢离子、氢氧根离子、一水合氨分子,共6种;前者大于后者与题意不符,A错误;乙炔是不饱和烃,分子中存在碳碳叁键;苯分子结构是特殊的结构,六个碳原子间形成的是介于单双键之间的化学键,键长前者小于后者,B错误;P4和NH4+离子都是正四面体构型,P4的键角是60°,而NH4+离子键角为109.5°,所以NH4+离子键角大于P4分子中的键角,C正确;H2O2中氧氧键是单键,O2分子中氧氧键是双键,双键键能高于单键键能,D错误;正确选项C。
8. 25℃时,水的电离可达到平衡:H2OH++OH- △H>0,下列叙述正确的是
A. 向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
B. 向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
C. 向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 将水加热,Kw增大,pH不变
【答案】A
【解析】向水中加入少量固体硫酸氢钠, 硫酸氢钠电离出的氢离子,抑制水电离,平衡逆向移动,但是c(H+)增大,因为温度不变,Kw不变,A正确;向水中加入氨水,氨水是碱能够抑制水的电离,平衡逆向移动,c(H+)减小,c(OH-)增大,B错误;向水中加入少量固体醋酸钠,醋酸根离子与水电离出的氢离子结合生成弱电解质醋酸,促进水电离,平衡正向移动,C错误;水的电离是吸热过程,将水加热,促进水的电离,Kw增大,氢离子浓度增大,pH减小,D错误;正确选项A。
点睛:对于水的电离平衡来讲,加入酸或碱,抑制水的电离,平衡左移;加入能够水解的盐,促进水电离,平衡右移。
9. 如图所示,关闭活塞,向甲、乙两刚性密闭容器中分别充入1 mol A、2 mol B,此时甲、乙的容积均为2 L(连通管体积忽略不计)。在T℃时,两容器中均发生下述反应:A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g) △H < 0。达平衡时,乙的体积为2.6 L,下列说法正确的是
A. 甲中反应的平衡常数小于乙
B. 若打开活塞K,达平衡时乙容器的体积为3.2 L
C. 当乙中A与B的体积分数之比为1:2时,反应达到平衡状态
D. 平衡时甲容器中A的物质的量小于0.55 mol
【答案】B
【解析】化学平衡常数是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,甲、乙两容器的反应温度相同,平衡常数相等,A错误;若打开活塞K,相当于等压条件,与原来的乙等效,故反应后总体积为2.6L×2=5.2L,所以达平衡时乙容器的体积为5.2L-2L=3.2L,B正确;由于反应物A与B按照1:2通入的,且二者的转化率相等,所以这个过程中A与B的体积分数之比恒为1:2,不能判断反应是否达到平衡状态,C错误;乙变成恒压,达平衡时,乙的体积为2.6L,平衡时混合物的物质的量之和为开始时的1.3倍,利用三段式计算得平衡时A的物质的量为0.55mol;甲保持恒容,相当于达到平衡状态后再进行加压,平衡将逆向移动,A的转化率减小,所以平衡时甲容器中A的物质的量大于0.55mol,D错误; 正确选项B。
10. 铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2,电解质溶液为30% H2SO4。下图是处于工作状态的铅蓄电池示意图,若两电极的质量都增加且a极增加得更多。下列说法正确的是
A. a为铅蓄电池的正极
B. b电极发生的反应为PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
C. 该铅蓄电池正在充电
D. 工作一段时间后,溶液的pH不断减小
【答案】B
【解析】放电时负极电极反应为Pb-2e-+SO42-=PbSO4 ,正极电极反应为PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,可知正极质量增加的多,则a为Pb,做负极,A错误;b为正极,正极电极反应PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,B正确;铅蓄电池的电极材料分别为Pb和PbO2,放电时负极反应式为Pb-2e-+PbSO4,负极质量增加;正极反应式为PbO2+2e-+4H++PbSO4+2H2O,正极质量也增加,但经过相同时间后负极增加的质量较多,故a极为负极,b极为正极,电池总反应为Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O。由此可知该铅蓄电池正在放电,C错误;由Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓+2H2O可知,氢离子浓度减小,pH增大,D错误;正确选项B。
11. 电渗析法是一种利用离子交换膜进行海水淡化的方法,其原理如下图所示。已知海水中含Na+、Cl-、Ca2+、Mg2+、SO42-等离子,电极为惰性电极。下列叙述中正确的是
A. A膜是阳离子交换膜
B. 通电后,海水中阴离子往b电极处运动
C. 通电后,a电极的电极反应式为4OH--4e-=== O2↑+2H2O
D. 通电后,b电极上产生无色气体,溶液中出现白色沉淀
【答案】D
.....................
12. 根据如表提供的数据可知,在溶液中能大量共存的微粒组是
A. H2CO3 、HCO3-、CH3COO-、CN-
B. CO32-、 HCO3-、CH3COOH、CN-
C. HCO3-、CH3COO-、CN-、HCN
D. HCN 、HCO3-、CN-、CO32-
【答案】C
【解析】相同温度下,电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,因此酸性强弱顺序为:;根据“强酸制弱酸”进行判定:酸性强于,与反应生成和,因此不能大量共存,A错误;酸性最强,与反应生成和,与反应生成和,与反应生成和,因此不能大量共存,B错误;酸性较弱,不能与、、反应,四种微粒可以大量共存,C正确;酸性强于,与反应生成和,因此不能大量共存,D错误;正确选项C。
点睛:针对此题可知:相同温度下,电离平衡常数越大,对应酸的酸性越强,因此酸性强弱顺序为:;有此可知同一浓度的盐溶液①CH3COONa ②Na2CO3 ③NaCN ④NaHCO3的碱性由大到小的顺序为:②>③>④>①。
13. 在1L 恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g) M(g)+N(s),所得实验数据如下表,下列说法不正确的是
A. 正反应为放热反应
B. 实验①中,5min达平衡,用X表示的平均反应速率v(X)=0.016 mol/(L·min)
C. 实验②中,该反应的平衡常数K=12.5
D. 实验②中,达到平衡时,a大于0.16
【答案】A
【解析】①③相比,Y的浓度不同、温度不同,Y的量减少或升高温度平衡逆向移动,均可使平衡时M的物质的量减小,则不能判断正反应是否为放热反应,A错误; 实验①中,生成M为0.08 mol,则X的变化量为0.08 mol, 5min达平衡达平衡,用X表示的平均反应速率v(X)= (0.08÷1)/5=0.016 mol/(L·min);B正确;①②中温度相同,则K相同,由①可以知道:
⇌
开始 0.1 0.4 0
转化 0.08 0.08 0.08
平衡 0.02 0.32 0.08
,C正确;①②温度相同、体积相同,②中物质的量为①的2倍,若平衡不移动,,但是压强增大平衡正向移动,则a大于0.16,D正确;正确选项 A。
14. 已知2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-197 kJ·mol-1,向同温、同体积的三个密闭容器中分别充入气体:(甲)2 mol SO2 和1 mol O2;(乙) 1 mol SO2 和0.5 mol O2;(丙) 2 mol SO3;恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系一定正确的是
A. 若c(SO2)与c(O2)之比为k,则:k甲=k丙>k乙
B. 反应放出或吸收热量的数值Q:Q甲=Q丙>2Q乙
C. 容器内压强P:P甲=P丙>2P乙
D. SO3的质量m:m甲=m丙>2m乙
【答案】D
【解析】加入的反应物中,所有组中反应物比例相同且和系数比例相同,则K均相等,A错误;与甲相比,因乙的量是甲的一半,乙相对甲来说,平衡向气体多的左侧逆向移动了,所以放出的热量的2倍小于甲,但是甲、丙反应放出或吸收热量的数值Q不一定相等,B错误;从题给信息中推测出恒温恒容下,甲和丙是等效的,乙相对甲和丙,平衡向气体多的左侧逆向移动了,所以,C错误;从题给信息中推测出恒温恒容下,甲和丙是等效的,乙相对甲和丙,平衡向气体多的左侧逆向移动了,所以剩下的不到甲(丙)的一半儿, D正确;正确选项D。
15. 25℃时,下列有关溶液中粒子的物质的量浓度关系正确的是
A. 0.1 mol·L-1 Na2CO3与0.l mol·L-1 NaHCO3溶液等体积混合:2/3 c(Na+) = c(CO32-) + c(HCO3-) + c(H2CO3)
B. 0.1 mol·L-1 Na2C2O4与0.1 mol·L-1 HCl溶液等体积混合(H2C2O4为二元弱酸):2c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)
C. 0.1 mol·L-1 CH3COONa与0.l mol·L-1 HCl 溶液等体积混合:c(Na+) = c(Cl-) > c(OH-) > c(CH3COO-)
D. 0.l mol·L-1 NH4Cl与0.l mol·L-1氨水等体积混合(pH > 7): c(NH3·H2O) > c(NH4+) > c(Cl-) > c(OH-)
【答案】A
16. 25℃时,用浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和盐酸分别滴定体积均为20mL、浓度均为0.1 mol·L-1的HA溶液与BOH溶液。滴定过程中溶液的pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法中正确的是
A. HA为弱酸,BOH为强碱
B. a点时,溶液中粒子浓度存在关系:c(B+) > c(Cl-) > c(OH-) > c(BOH)
C. c、d两点溶液混合后微粒之间存在关系:c(H+) = c(OH-) + c(BOH)
D. b点时两种溶液中水的电离程度相同,且V=20
【答案】C
【解析】根据图象分析,虚线图象是HCl滴定BOH溶液,实线图象是NaOH滴定HA溶液,HA溶液与BOH溶液均为0.1 mol·L-1,根据起始状态判断,HA溶液的pH为1,则HA完全电离,是强酸;BOH起始时溶液的pH为11,不完全电离,则BOH是弱碱; HA是强酸,BOH是弱碱,A错误;a点所在曲线是的HCl滴定的BOH,根据溶液中的电荷守恒:,溶液为碱性,大量存在BOH,溶液中,则,反应产物为BCl且剩余大量的BOH,溶液中,B错误;c点对于NaOH滴定HA溶液时,溶液此时为碱性,可判断此时溶液的组分为NaOH过量和NaA;d点对于HCl滴定BOH溶液时,溶液此时为酸性,可判断溶液的组分为BCl和过量的HCl,因为c、d点时滴加NaOH或者HCl的量相同,则在c、d点时,平衡时NaOH和NaA,BCl和HCl的物料比相同,记为,根据反应关系和初始条件关系,可以知道c、d点溶液混合之后发生反应,最终溶液的组分关系为x份、1份和1份,根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)+c(Cl-),根据物料守恒: c(A-)= c(B+)+ c(BOH),由于c(Na+)= c(Cl-),则有c(H+) = c(OH-) + c(BOH);D正确;正确选项C。
第Ⅱ卷 非选择题(共52分)
二. 填空题
17. 右图是一个化学过程的示意图。
(1)C(Pt)电极的名称是__________。
(2)写出通入O2的电极上的电极反应式_______________________。
(3)写出通入CH3OH的电极上的电极反应式________________________。
(4)若丙池是电解饱和食盐水溶液,则阳极的电极反应为________________________。
(5)写出乙池中反应的化学方程式________________________。
(6)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,甲池中理论上消耗O2_________mL(标准状况下);若丙池中饱和食盐水溶液的体枳为500 mL,电解后,溶液的pH=________。(25℃,假设电解前后溶液的体积无变化)。
【答案】 (1). 阳极 (2). O2+2H2O+4e-=4OH- (3). CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O (4). 2Cl--2e-=Cl2↑ (5). 2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3 (6). 280 (7). 13
【解析】燃料电池中,通入燃料的电极为负极,电极反应为CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O ,通入氧化剂的电极为正极,正极反应为O2+2H2O+4e-=4OH-;乙池、丙池是电解池,与电源正极相连的是阳极,与电源负极相连的是阴极,则A是阳极、B是阴极,乙池中阳极、阴极电极反应分别为、,丙池中C是阳极,D是阴极,电解质溶液是氯化钠溶液,氢离子在阴极放电,氯离子在阳极放电。
(1)通入氧气的电极是正极,C(Pt)电极的名称是阳极;正确答案:阳极。
(2)通入氧气的电极上的电极反应式是O2+2H2O+4e-=4OH-;正确答案:O2+2H2O+4e-=4OH-。
(3)燃料电池中,通入燃料的电极为负极,甲醇分子失电子在碱性环境下生成碳酸根离子,电极反应为:CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O;正确CH3OH+8OH--6e-=CO32-+6H2O。
(4)丙池中C是阳极,D是阴极,电解质溶液是氯化钠溶液,氯离子在阳极失电子产生氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑;正确答案:2Cl--2e-=Cl2↑。
(5)乙池中A是阳极、B是阴极,阳极水电离出的氢氧根失电子产生氧气,阴极银离子得电子产生单质银,属于放氧生酸型,电解反应的化学方程式为:2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3 ;正确答案:2H2O+4AgNO34Ag+O2↑+4HNO3。
(6)当乙池中B(Ag)极的质量增加5.40 g时,根据,转移电子为,根据甲池中O2+2H2O+4e-=4OH-,标况下,甲池中理论上消耗氧气的体积,产生氢氧根离子的物质的量,,则溶液;正确答案:280; 13。
18. (1)相同温度下等物浓度的下列溶液中,A.NH4C1 B.NH4HCO3 C.NH4HSO4 D.(NH4)2SO4
① pH值由大到小的顺序是___________________(用对应的字母填写)。
② NH4+离子浓度由大到小的顺序是___________________(用对应的字母填写)。
(2)25℃向50 mL 0.018 mol·L-1 的 AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-l的盐酸,生成沉淀。己知该温度下AgCl的Ksp =l.0×l0-10,忽略溶液的体积变化,请计算:
① 完全沉淀后,溶液中c(Ag+)=_____________。
② 完全沉淀后,溶液的pH=____________。
(3)弱酸及其盐在水中存在多种平衡关系。己知NaA水溶液呈碱性,常温下将0.l mol NaA和0.05 mol HCl溶于水,得到1 L溶液。
① 己知该混合溶液为弱酸性,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________________。
② 向该混合物中再加0.03mol NaOH,溶液中n(A-) +n(OH-)-n(H+) =________。
(4)三氯化铁是一种重要的化合物,可以用来腐蚀电路板。某腐蚀废液中含有0.5 mol·L-1 Fe3+和0.26 mol·L-1 Cu2+,欲使Fe3+完全沉淀[c(Fe3+) ≤ 4×l0-5 mol·L-1 ]而Cu2+不沉淀,则需控制溶液pH的范围为_________。[KspCu(OH)2 = 2.6×l0-19;KspFe(OH)3 = 4×l0-38]
【答案】 (1). B、A、D、C (2). D、C、A、B (3). 1.0×10-7 mol/L (4). 2 (5). c(Na+) > c(A-) > c(Cl-) > c(H+) > c(OH-) (6). 0.08mol (7). 3 ≤pH≤5
【解析】(1)A.铵根离子水解,溶液呈酸性;B.碳酸氢根离子促进铵根离子水解,酸性较氯化铵溶液酸性弱;C.电离出氢离子,并抑制铵根离子水解,显强酸性;D.铵根离子水解,水解程度不大,铵根离子浓度最大,酸性比氯化铵溶液的酸性强,但是比硫酸氢铵的酸性弱。
①pH值由大到小的顺序是: B、A、D、C ,正确答案: B、A、D、C 。
②NH4+离子浓度由大到小的顺序是D、C、A、B ;正确答案D、C、A、B。
(2)①向50 mL 0.018 mol·L-1 的 AgNO3溶液中加入50 mL 0.020 mol·L-l的盐酸, 混合后两者浓度分别为c(Ag+)=0.018/2=0.009 mol·L-l、c(Cl-)=0.02/2=0.01mol·L-l,由于Ag+与Cl-为等物质的量反应,因此Cl-过量,浓度为c(Cl-)=0.01-0.009=0.001 mol·L-l,根据Ksp =l.0×l0-10,则c(Ag+)= l.0×l0-10/0.001=1.0×10-7 mol/L;正确答案:1.0×10-7 mol/L。
②沉淀生成后,氢离子浓度c=0.02/2=0.01 mol/L,所以溶液的pH=2;正确答案:2。
(3)①常温下将0.l mol NaA和0.05 mol HCl溶于水,得到1 L溶液,所得溶液中含有:0.05 molNaA、0.05molHA、0.05molNaCl;己知该混合溶液为弱酸性,同浓度溶液中HA电离大于离子的水解, c(A-) > c(Cl-)、c(H+) > c(OH-),则溶液中离子浓度大小为:c(Na+) > c(A-) > c(Cl-) > c(H+) > c(OH-);正确答案:c(Na+) > c(A-) > c(Cl-) > c(H+) > c(OH-)。
②向该混合物中再加0.03mol NaOH,酸碱发生中和后,混合液中含有0.05molNaCl、0.08molNaA、0.02 molHA,根据混合液中电荷守恒可得:n(A-) +n(OH-)+ c(Cl-)= c(Na+)+ n(H+),则n(A-) +n(OH-)-n(H+) =c(Na+)-c(Cl-)=0.05+0.08-0.05=0.08 mol;正确答案:0.08 mol。
(4)根据,当完全沉淀时,此时溶液,当开始沉淀时,根据,,此时溶液,则需控制溶液的范围为3 ≤pH≤5;正确答案:3 ≤pH≤5。
19. 已知汽车尾气中的主要污染物为NOx、CO、超细颗粒(PM2.5)等有害物质。目前,已研究出了多种消除汽车尾气污染的方法。
(1)工业上可采用CO和H2合成甲醇,发生反应为(I)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H<0 在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是_______。
A.正反应速率先增大后减小 B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大 D.反应物的体积百分含量增大
E.混合气体的密度减小 F.氢气的转化率减小
(2)在汽车上安装三元催化转化器可实现反应:(Ⅱ)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0 。则该反应在________________(填高温、低温或任何温度)下能自发进行。
(3)将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应(Ⅱ),经过相同时间内测量逸出气体中NO的含量,从而确定尾气脱氮率(脱氮率即NO的转化率),结果如图所示。以下说法正确的是_________
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.曲线①、②最高点表示此时平衡转化率最高
D.两种催化剂分别适宜于55℃和75℃左右脱氮
(4)用焦炭还原NO2的反应为:2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),在恒温条件下,1 mol NO2和足量C发生该反应,测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图所示:
① A、B两点的浓度平衡常数关系:Kc(A)_______Kc(B)(填“<” 或“>”或“=”)。
② A、B、C三点中NO2的转化率最高的是____(填“A”或“B”或“C”)点。
③ 计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(C)=______(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】 (1). AC (2). 低温 (3). D (4). = (5). A (6). 2 MPa
【解析】(1)化学平衡的标志是正逆反应速率相等,当正反应速率大于逆反应速率时,说明反应是正向进行的;正反应速率先增大后减小,说明反应正向进行,A正确;逆反应速率先增大后减小,说明反应逆向进行,B错误;化学平衡常数K值增大,说明平衡正向进行,C正确;反应物的体积百分含量增大,平衡逆向进行,D错误;容器的体积不变,密度减小,说明抽出一部分气体,无法判断抽的是反应物还是生成物,E错误;增大氢气的浓度,反应向右进行,但是氢气的转化率减小;若减小压强,平衡左移,但是氢气的转化率也减小;无法判定反应进行的方向,F错误;正确选项AC。
(2)2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0 ,∆S<0,则该反应在低温下能够自发进行;正确答案:低温。
(3)催化剂不会影响转化率,只影响反应速率,所以第(2)种催化剂和第(1)种催化剂对转化率没有影响,A错误;反应为体积增大的反应,增大压强平衡向逆反应方向移动,脱氮率减小,B错误;图象研究的是不同催化剂在不同的温度下的活性比较,最高点为催化剂活性最大的状态,与平衡转化率无关,C错误;两种催化剂分别在和左右催化效率最高,说明此时催化剂的活性最大,D正确;正确选项D。
(4)①A、B两点温度相等,所以化学平衡常数相等;正确答案:=。
②由方程式可以知该反应为气体体积增大的反应,增大压强,平衡逆向移动,的转化率降低,A、B、C 三点中A点压强最小,所以转化率最高;正确答案:A。
③设生成二氧化碳xmol,列三段式:
2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g),
起始量 1 0 0
变化量 x 0.5x x
平衡量 1- x 0.5x x
从图知C点时NO2和CO2的物质的量浓度相等,则,计算得出x=0.5 ,则平衡时总的物质的量为1.25mol,C点时该反应的压强平衡常数;正确答案:2MPa。
点睛:判断反应自发进行的条件,一般规律:①△H<0 、∆S<0,低温下自发进行;②△H<0 、∆S>0,任何条件下都能自发进行;③△H>0 、∆S<0,任何条件下不能自发进行;④ △H>0、∆S>0,高温下自发进行。
20. Cu、Ni、V为制造合金及合成催化剂的重要元素。 请回答:
(1)基态铜原子的电子排布式是_________________。基态铜原子价电子层排布依据的原理,可用于解释下列事实的是___________。
A.Fe2+易被氧化为Fe3+ B.铜丝灼烧时焰色呈绿色
C.N的第一电离能大于O的第一电离能 D.NaCl的熔点比KCl的高
(2)[Cu(NH3)4]SO4是一种重要的配合物。与SO42-互为等电子体的分子的化学式为__________(任写一种)。NH3与CH4的VSPER构型相同,其中NH3的键角较小,原因是____________。Ni(CO)4中σ键和π键的数目之比为_________。
(3)钒的某种配合物有增强胰岛素和降糖作用,其分子结构如图所示。
① 基态V元素的价层电子轨道表示式______________________,分子中非金属元素电负性由大到小的顺序为________。
② 该物质的晶体中除配位键外,所含微粒间作用力的类型还有___________(填序号)。
a.金属键 b.极性键 c.非极性键 d.范德华力 e.氢键
③ 1mol分子中含有配位键的数目是______,分子中采取sp2杂化的原子有_______。
【答案】 (1). 1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar] 3d104s1) (2). AC (3). CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等任写一种 (4). NH3分子中N原子有孤对电子,孤对电子对成键电子有较大的斥力,使NH3键角减小 (5). 1:1 (6). (7). O、N、C、H (8). bcd (9). 2NA (10). N、C
【解析】铜的原子序数为29,基态铜原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1;Fe2+的价电子3d6失去一个电子可形成3d5半充满稳定结构,与价电子层排布有关,A正确;铜丝灼烧时焰色呈绿色,是因原子外层电子吸收能量,跃迁到激发态,当电子跃迁回基态时,会放出能量,这种能量以光的形势释放,不同的元素其跃迁的轨道不同,释放的能量的大小也不同,而能级差决定了释放出的光的频率,即决定了光的颜色,与价电子层排布无关,B错误;N原子2p能级半充满,稳定性强,所以氮元素的第一电离能大于氧元素的,与价电子层排布有关,C正确;由于二者都是相同的阴离子,对于钠离子而言,其外层电子有三层,而钾离子有四层,层数越多,质子对最外层电子的束缚能力越弱,而正是最外的这一层电子参与了晶键的形成,因此同钠离子比较,钾离子束缚力弱,在较低的温度下其外层电子即可游离,故NaCl的熔点比KCl的高,与价电子层排布无关,D错误;正确答案:1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar] 3d104s1);AC。
(2) 与SO42-互为等电子体的分子可以采用“左右移位,同族替换”的方法寻找:CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等任意一种;NH3与CH4的VSPER构型相同,其中NH3的键角较小,原因是NH3分子中N原子有孤对电子,孤对电子对成键电子有较大的斥力,使NH3键角减小;4分子一氧化碳,每分子中C与O成一个σ键,C的孤对电子与Ni的空轨道成一个配位键,所以一个Ni(CO)4中含8个σ键;每分子中C与O成2个π键,4分子的一氧化碳含有8个π键,所以Ni(CO)4中σ键和π键的数目之比为1:1;正确答案:CCl4、SiCl4、CBr4、SiF4等任写一种;NH3分子中N原子有孤对电子,孤对电子对成键电子有较大的斥力,使NH3键角减小;1:1。
(3)①基态V元素的价层电子排布式为,轨道表示式为;同周期自左而右电负性增大,非金属性越强,电负性越大,故电负性:O、N、C、H依次减小;正确答案是:;O、N、C、H;
②该物质的晶体中除配位键外,分子之间存在范德华力,分子内不同原子之间形成极性键、同种原子之间形成非极性键,不存在金属键与氢键;正确答案:bcd。
③分子中C原子、N原子键均为3,均没有孤电子对,杂化轨道数目均为3,均采取杂化,V与N原子之间形成配位键,1mol分子含有2mol配位键,即含有2NA 个配位键;正确答案C、N;2NA。
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