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期末学业水平检测(二)-2022版化学选择性必修1 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份期末学业水平检测(二)-2022版化学选择性必修1 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共20页。
期末学业水平检测(二)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Mn 55。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1.化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是 ( )
A.铵态氮肥与草木灰混合使用可降低肥效
B.侯德榜制碱的工艺流程中,向饱和食盐水中先通入二氧化碳,再持续通入氨气
C.一次锌锰碱性干电池能实现化学能与电能的相互转化
D.反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O能自发进行,则该反应的ΔH<0
2.下列说法正确的是 ( )
A.一定条件下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.用精密pH试纸测得氯水的pH为2.7
C.常温下,若盐酸和氢氧化钠溶液混合后溶液呈中性,则两溶液的pH之和为14
D.中和反应反应热测定实验中需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒
3.室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 ( )
A.中性溶液:Fe3+、NH4+、Cl-、CH3COO-
B.使甲基橙变红的溶液:Fe2+、Na+、MnO4-、I-
C.KW/c(H+)=10-12的溶液:K+、Al3+、Cl-、SO42-
D.含有Ca2+的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-
4.目前人工固氮普遍采用的是氨的工业合成。化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,如下图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.②→③需要吸收能量
B.为了提高氨的脱附速率,应适时地将氨从反应后的混合气体中分离出来
C.该过程中包含旧化学键的断裂和新化学键的形成
D.该催化剂可提高反应物的平衡转化率
5.下列说法正确的是 ( )
A.使用pH试纸测定溶液pH时,应先用蒸馏水润湿试纸
B.除去MgCl2溶液中少量的Fe3+,可加入过量 MgO粉末,充分反应后过滤
C.0.1 mol·L-1醋酸溶液在加水稀释过程中,溶液中所有离子的浓度均减小
D.实验室用带有磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2CO3溶液
6.关于下列装置说法错误的是 ( )
①
②
③
④
A.装置①放电过程中,硫酸浓度不断降低
B.装置②工作过程中,CuSO4溶液浓度减小
C.装置③钢闸门应与外接电源的正极相连来获得保护
D.装置④盐桥中的Cl-移向甲烧杯
7.对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),某研究人员提出如下反应历程。
第一步 N2O5 NO3+NO2 快速平衡
第二步 NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3 2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是( )
A.反应的中间产物只有NO3
B.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
C.决定N2O5分解速率的步骤是第三步
D.第三步反应的活化能较高
8.室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL某浓度的CH3COOH溶液,溶液的pH与NaOH溶液体积(V)的关系如图所示,下列叙述错误的是 ( )
A.该滴定过程选择酚酞作为指示剂
B.滴定前未用标准液润洗滴定管,会导致测定结果偏高
C.N点时,c(Na+)=c(CH3COO-)=c(H+)=c(OH-)
D.若M点对应溶液中c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),则c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
9.下列过程的化学用语表述正确的是 ( )
A.用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4:CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq)
B.实验室制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3(胶体)+3NH4+
C.碱性氢氧燃料电池负极发生的电极反应:H2-2e- 2H+
D.一定条件下,将 0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
10.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.工业制取金属钾的反应为Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g),选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来,有利于反应向右进行
B.CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)达平衡后,增大压强(缩小容器体积)可使平衡体系颜色变深
C.工业上SO2催化氧化生成SO3,常通入过量的空气来提高SO2的平衡转化率
D.向含酚酞的Na2CO3溶液中滴加BaCl2溶液,红色变浅
11.用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,OH-移向镍电极
B.放电时,正极的电极反应为NiO(OH)+e-+H2O Ni(OH)2+OH-
C.充电时,碳电极与外电源的正极相连
D.充电时,阴极附近溶液的碱性减弱
12.(双选)下列实验操作能达到目的的是 ( )
A. B.
C. D.
13.某种含二价铜微粒[CuⅡ(OH)(NH3)]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝,催化机理如图1,反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法不正确的是 ( )
图1
图2
A.总反应焓变ΔH<0
B.由状态②到状态③发生的是氧化还原反应
C.状态③到状态④的变化过程中有O—H键的形成
D.该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+2NO+2O2 6H2O+3N2
14.(双选)为探究温度对H2(g)+I2(g) 2HI(g)的影响,其他条件相同时,将1 mol H2(g)和1 mol I2(g)充入体积为2 L的恒容密闭容器中,测得HI(g)的物质的量分数随时间变化的实验数据如下。
时间/min
0
20
40
60
80
100
HI(g)的物质
的量分数
T1
0
0.50
0.68
0.76
0.80
0.80
T2
0
0.60
0.72
0.75
0.75
0.75
下列说法正确的是 ( )
A.T1温度下,该反应可能在70 min时已达到平衡状态
B.T2温度下,0~20 min内用H2表示的平均反应速率为0.015 mol·L-1·min-1
C.由表中数据推测,T1
15.(双选)在某温度时,将n mol·L-1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中,溶液pH与温度随氨水体积变化的曲线如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.a点水的电离程度最大
B.b点:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H+)
C.25 ℃时,用n表示的NH4Cl的水解平衡常数为(n-1)×10-7
D.d点KW>1.0×10-14
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(11分)电解质溶液中存在多种平衡体系,请根据相关信息回答下列问题。
(1)已知:常温下,FeS和CuS的溶度积分别为Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36。
①向FeS悬浊液中滴加CuCl2溶液产生黑色沉淀,发生反应的离子方程式为 。
②在饱和FeS和CuS的混合溶液中c(Fe2+)c(Cu2+)= 。
③测得某矿物浸出液中c(Fe2+)=1.26×10-16 mol·L-1,加入Na2S出现沉淀时,Na2S的浓度应大于 mol·L-1。
(2)已知:常温下,HA的Ka=6.2×10-10。
①常温下,含等物质的量浓度的HA与NaA的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性,c(A-) (填“>”“<”或“=”)c(HA),该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
②常温下,若将c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 KA溶液等体积混合后恰好得到中性溶液,则c= mol·L-1(小数点后保留3位数字)。
17.(8分)我国的钼(Mo)储量居世界前列,钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。回答下列问题。
(1)已知:2Mo(s)+3O2(g) 2MoO3(s) ΔH1=a kJ·mol-1
MoS2(s)+2O2(g) Mo(s)+2SO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
2MoS2(s)+7O2(g) 2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3
则ΔH3= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)用辉钼矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH,实验测得平衡时氢气的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如图所示。
①该反应的ΔH (填“>”或“<”)0;p1、p2、p3由小到大的顺序为 。
②某恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2,一定温度下发生上述反应,下列叙述说明反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
a.v正(H2)=v逆(CO)
b.容器内气体的密度不再随时间变化
c.容器内气体的总压强不再随时间变化
d.单位时间内断裂H—H键与断裂H—O键的数目相等
(3)电氧化法提纯钼的原理为:将已经浆化的辉钼矿(主要成分为MoS2,一般不溶于水)加入装有氯化钠溶液的电解槽中,在电氧化过程中,阳极产物Cl2进一步与水反应,生成的ClO-又把MoS2氧化为MoO42-和SO42-,装置如图所示。
①阴极的电极反应式为 。
②一段时间后,MoO42-在电极 (填“A”或“B”)附近生成。
18.(12分)水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物,控制水体中的含氮污染物,对水资源的循环利用意义重大。
25 ℃时,亚硝酸(HNO2)和连二次硝酸(H2N2O2)的电离常数如下表所示。
化学式
HNO2
H2N2O2
电离常数
Ka=5.0×10-4
Ka1=6.2×10-8、Ka2=2.9×10-12
(1)下列不能说明HNO2是弱电解质的是 (填字母)。
A.室温下0.1 mol·L-1 NaNO2 溶液的pH>7
B.用一定浓度的HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
C.等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液分别与足量锌反应,HNO2溶液放出的氢气较多
(2)NaNO2溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”),原因是 (用离子方程式表示)。
(3)室温下,物质的量浓度相同的溶液:pH(NaNO2溶液) pH(NaHN2O2溶液)(填“>”“<”或“=”)。
(4)25 ℃时,用0.01 mol·L-1的NaOH溶液滴定10.00 mL 0.01 mol·L-1 H2N2O2溶液,当两者恰好完全反应生成正盐时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(5)亚硝酸盐对人体健康的损害不亚于农药,可采用电解含Ce3+、NO2-废水的方法除去NO2-(生成物为NO),同时再生Ce4+,其原理如图所示。
①Ce4+从电解槽的 (填字母)口流出。
②写出阴极的电极反应式: 。
(6)新的研究表明,将含NO2-的废水与含NH4+的废水按一定比例混合,直接转化为无毒气体,该反应的离子方程式为 。
19.(10分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),初始时氮气、氢气的体积比为1∶3,在相同催化剂条件下,平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示。
①A、B两点的化学反应速率vA(NH3) vB(NH3)(填“>”“<”或“=”) 。
②在250 ℃、1.0×104 kPa下,H2的平衡转化率为 %(计算结果保留小数点后1位)。
(2)随着温度升高,单位时间内NH3的产率增大,温度高于900 ℃以后,单位时间内NH3的产率开始下降的原因可能是:升高温度催化剂活性降低; 。
(3)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol·min-1)。
催化剂
Ru
Rh
Ni
Pt
Pd
Fe
初始速率
7.9
4.0
3.0
2.2
1.8
0.5
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是 (填催化剂的化学式)。
②某温度下,Ru作为催化剂,向恒容密闭容器中通入2 mol NH3,此时压强为p0,若平衡时氨气分解的转化率为50%,该温度下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数KP= (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
20.(14分)磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上用含锰废水(主要金属离子为Mn2+、Fe2+、Al3+,还含有少量Ca2+、Mg2+、Cu2+和Ni2+等)为原料,生产MnCO3的工艺流程如下。
已知该条件下Ksp(CaF2)=4.0×10-9、Ksp(MgF2)=7.5×10-11。
(1)流程中含锰废水经过前三步预处理,得到主要含有Mn2+的母液。
①除铁铝时,在搅拌条件下先加入H2O2溶液,再加入 NaOH溶液调节pH。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为 。
②除重金属时,滤渣的主要成分为 (填化学式)。
③除钙镁时,为使Ca2+沉淀完全(当离子浓度降到1.0×10-5 mol·L-1时,可视为沉淀完全),需控制溶液中NH4F的最低浓度为 mol·L-1。
(2)沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响如图所示。
①沉锰过程发生反应的离子方程式为 。
②当温度超过30 ℃时,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是 。
(3)沉锰后过滤得到MnCO3粗产品,依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2~3次,再低温干燥,得到纯净的MnCO3。用无水乙醇洗涤的目的是 。
(4)测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.500 0 g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至100 mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.200 0 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe (SO4)2]标准溶液滴定{反应为[Mn(PO4)2]3-+Fe2+ Mn2++Fe3++2PO43-}。重复操作3次,记录数据如下。
滴定次数
0.200 0 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL)
滴定前
滴定后
1
0.10
20.20
2
1.32
21.32
3
1.05
20.95
则产品的纯度= ,若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰产品的纯度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案全解全析
1.A 铵态氮肥与草木灰混合使用,由于NH4+与CO32-发生相互促进的水解反应,可降低肥效,A正确;侯氏制碱法工艺中应先向饱和食盐水中通入NH3,后通入CO2,B错误;一次电池只能将化学能转化为电能,C错误;该反应为典型的吸热反应,即该反应的ΔH>0,D错误。
2.D 该反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,即2v正(H2)=3v逆(NH3),A错误;精密pH试纸测得溶液的pH可精确至0.1,但氯水具有漂白性,能使pH试纸褪色,B错误;没有指出盐酸和NaOH溶液是否为等体积混合,无法确定两溶液的pH之和,C错误;中和反应反应热测定实验中,需要使用烧杯、量筒、温度计和环形玻璃搅拌棒等玻璃仪器,D正确。
3.C Fe3+在中性溶液中因生成沉淀而不能大量存在,A错误;使甲基橙变红的溶液呈酸性,酸性条件下,MnO4-与Fe2+、I-均不能大量共存,B错误;室温下,KW/c(H+)=10-12的溶液呈酸性,四种离子均能大量共存,C正确;Ca2+与CO32-因生成CaCO3沉淀而不能大量共存,D错误。
4.D ②→③表示N2、H2分子中的化学键断裂后形成原子,断裂化学键需要吸收能量,A正确;工业合成氨的反应为可逆反应,为提高氨的脱附速率,可适时将氨从体系中分离出来,促使平衡正向移动,B正确;据题图可知,该反应中既包含旧化学键的断裂又包含新化学键的形成,C正确;使用催化剂,只能加快化学反应速率,对平衡转化率无影响,D错误。
5.B pH试纸使用前,不能用蒸馏水润湿,A错误;MgCl2溶液中的少量Fe3+发生水解反应:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入过量MgO粉末,能促使Fe3+完全水解,经过滤可除去Fe(OH)3和过量的MgO,B正确;醋酸溶液稀释过程中,溶液中H+、CH3COO-浓度均减小,但OH-浓度增大,C错误;Na2CO3溶液呈碱性,故不能用带有磨口玻璃塞的试剂瓶盛放,D错误。
6.C 铅酸蓄电池放电过程中,消耗硫酸,A正确;电解精炼铜时,刚开始时活泼金属失电子,CuSO4溶液浓度减小,B正确;该装置中应使钢闸门与外接电源的负极连接,否则会加速钢闸门的腐蚀,C错误;装置④中Zn为负极,Cu为正极,电池工作时,Cl-向负极移动,D正确。
7.B 结合反应历程可知,该反应的中间产物除了NO3外还有NO,A错误;发生有效碰撞才能发生化学反应,第二步反应慢,说明仅部分碰撞有效,B正确;结合反应历程可知,第二步为慢反应,决定了N2O5的分解速率,C错误;第三步反应快,说明反应活化能较低,D错误。
8.C NaOH溶液和CH3COOH溶液完全反应后,溶液呈碱性,即滴定终点溶液呈碱性,可选用酚酞作本实验的指示剂,A正确;滴定前未用NaOH标准液润洗滴定管,导致消耗NaOH溶液体积偏大,使测得的结果偏高,B正确;室温下N点溶液pH=7,溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),C错误;M点NaOH溶液过量,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),再结合M点有c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),将其代入电荷守恒式得c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),D正确。
9.A CaSO4在水中存在溶解平衡CaSO4(s) Ca2+(aq)+SO42-(aq),加入Na2CO3溶液,能促使溶解平衡正向移动,即CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq),A正确;向煮沸的蒸馏水中逐滴加入FeCl3溶液,继续煮沸得到Fe(OH)3胶体,而铁盐与氨水的反应可制备Fe(OH)3沉淀,B错误;OH-参与负极反应,即H2-2e-+2OH- 2H2O,C错误;N2与H2的反应是可逆反应,实际反应的N2小于0.5 mol,由此不能确定该热化学方程式的ΔH,D错误。
10.B 该反应中选取适宜温度,K变成蒸气从混合物中分离后,生成物浓度减小,平衡正向移动,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;反应前后气体总体积相等,增大压强(缩小容器体积)平衡不移动,体系颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;通入过量空气,即增大O2浓度,有利于提高SO2的平衡转化率,可用勒夏特列原理解释,C不符合题意;Na2CO3溶液中存在CO32-的水解平衡,加入BaCl2溶液,水解平衡逆向移动,溶液颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,D不符合题意。
11.B 放电时为原电池,碳电极为负极,镍电极为正极,OH-向负极移动,即移向碳电极,A错误;放电时镍电极发生还原反应,即NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,B正确;充电时为电解池,碳电极为阴极,应与电源的负极相连,C错误;充电时,阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,溶液中c(OH-)增大,溶液的碱性增强,D错误。
12.AC 弯曲碱式滴定管橡胶管部分,并轻弹尖嘴部分,可排除碱式滴定管中的气泡,A正确;探究FeCl3溶液对H2O2分解反应速率的影响,应使两试管中H2O2溶液的浓度相同,B错误;少量AgNO3溶液中加入足量NaCl溶液,得到白色的AgCl沉淀,向该沉淀中加入少量KI溶液,出现黄色沉淀,说明Ksp:AgCl>AgI,C正确;蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3,并不能得到AlCl3固体,D错误。
13.D 由图2可知,由始态到终态,能量降低,为放热反应,即总反应焓变ΔH<0,A正确;状态②到状态③,铜元素、氮元素的化合价发生变化,发生的是氧化还原反应,B正确;状态③到状态④,原来的“H2NNO”中的H和O形成共价键生成H2O,即变化过程中有O—H键形成,C正确;将图1中所有参加反应的物质进行叠加,可得总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O2 6H2O+4N2,D错误。
14.BC 从题中表格数据可知T1温度下,每间隔20 min,HI的物质的量分数增加的量逐渐减小,反应从40~60 min,HI的物质的量分数变化为0.08,则50~60 min,HI的物质的量分数变化应小于0.04,60~70 min内HI的物质的量分数增加也小于0.04,故70 min时反应未达到平衡状态,A错误;T2温度下,20 min内HI的物质的量分数增加0.60,即反应中生成了1.2 mol HI,消耗0.6 mol H2,则用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.6mol2 L×20min=0.015 mol·L-1·min-1,B正确;T2时,反应更快达到平衡状态,其他条件相同时,仅受温度影响,从而可推断温度:T1
16.答案 (1)①FeS+Cu2+ CuS+Fe2+(2分) ②1.0×1018(2分) ③0.05(1分)
(2)①碱(1分) <(1分) c (Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)(2分)
②0.596(2分)
解析 (1)①根据题中信息可知FeS悬浊液与CuCl2溶液反应生成CuS,其离子方程式为FeS+Cu2+ CuS+Fe2+。②该饱和溶液中c(Fe2+)c(Cu2+)=c(Fe2+)·c(S2-)c(Cu2+)·c(S2-)=6.3×10-186.3×10-36=1.0×1018。③设加入Na2S溶液的最小浓度为c mol·L-1,则1.26×10-16×c≥6.3×10-18,解得c≥0.05。(2)①根据HA的Ka=6.2×10-10,则A-的水解常数Kh=KW÷Ka=10-14÷(6.2×10-10)≈1.6×10-5,即Kh>Ka,故该混合溶液呈碱性,溶液中c(A-)c(A-)>c(OH-)>c(H+)。②溶液呈中性,根据电荷守恒和元素质量守恒分别有c(K+)=c(A-)+c(Cl-)和c(K+)=c(A-)+c(HA),二者联立得c(HA)=c(Cl-)=0.5c mol·L-1,根据A-+H2O HA+OH-,则Kh=c(HA)·c(OH-)c(A-)=0.5c×1.0×10-70.62-0.5c=1.6×10-5,解得c≈0.596。
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1)(a+2b)
(2)①>(1分) p1
解析 (1)将3个反应分别记作①、②、③,根据盖斯定律③=①+②×2,即ΔH3=ΔH1+2ΔH2=(a+2b) kJ·mol-1。(2)①结合图像可知,在压强相同时,升高温度H2的平衡转化率增大,即正反应为吸热反应,ΔH>0。该反应为气体总体积增大的反应,在温度相同时,减小压强平衡将正向移动,H2的平衡转化率增大,结合图像可知压强:p1
(1)B(1分)
(2)碱(1分) NO2-+H2O OH-+HNO2
(3)<(1分)
(4)c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)
(5)①a(1分) ②NO2-+2H++e- NO↑+H2O
(6)NH4++NO2- N2↑+2H2O
解析 (1)室温下0.1 mol·L-1 NaNO2溶液的pH>7,说明NaNO2为强碱弱酸盐,可证明HNO2是弱电解质,A不符合题意;该导电性实验中灯泡很暗,只能说明溶液中离子浓度较小,无法说明HNO2是弱电解质,B符合题意;根据等pH、等体积的酸溶液分别与Zn反应,HNO2溶液放出的H2较多,说明在溶液中HNO2存在电离平衡,可证明HNO2是弱电解质,C不符合题意。(2)NaNO2溶液中因NO2-水解而使溶液呈碱性,其水解的离子方程式为NO2-+H2O OH-+HNO2。(3)根据电离常数可知酸性:HNO2>H2N2O2>HN2O2-,结合盐类“越弱越水解”,可知水解程度:NO2-c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)。(5)①Ce3+转化为Ce4+时,发生氧化反应,即Ce4+是阳极反应的产物,结合图示可知Ce4+应从电解槽的a口流出。②NO2-在电解池的阴极发生还原反应生成NO,电解质溶液中含有H+,据此可写出阴极反应式:NO2-+2H++e- NO↑+H2O。(6)根据题中信息可知NH4+与NO2-在溶液中发生归中反应生成N2,其离子方程式为NH4++NO2- N2↑+2H2O。
19.答案 (每空2分)
(1)①< ②66.7
(2)合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,NH3产率下降
(3)①Fe ②2764p02(或0.42p02)
解析 (1)①结合图像可知B点温度比A点高,且B点压强也比A点大,故反应速率:vA(NH3)
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) 1-x 3-3x 2x
根据250 ℃、1.0×104 kPa时,NH3的体积分数为50%,可得2x1-x+3-3x+2x×100%=50%,解得x=23,故H2的平衡转化率为3×233×100%≈66.7%。(2)温度高于900 ℃以后,NH3的产率下降,可能原因:①温度升高催化剂的活性降低;②合成氨的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动。(3)①使用催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率。Fe作催化剂时,反应速率最小,故此时反应的活化能最大。②2 mol NH3有50%发生分解,则平衡体系中含1 mol NH3、0.5 mol N2和1.5 mol H2;平衡时气体总物质的量为3 mol,则容器中总压强p=32p0,由于体系中NH3、N2和H2的物质的量分数分别为13、16和12,则三者的分压分别为12p0、14p0和34p0,氨分解反应的Kp=14p0×(34p0)3(12p0)2=2764p02。
20.答案 (除标注外,每空2分)
(1)①2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O ②CuS、NiS ③0.02
(2)①Mn2++2HCO3- MnCO3↓+H2O+CO2↑ ②温度升高,NH4HCO3受热分解(或Mn2+水解)
(3)有利于低温条件下快速干燥(1分)
(4)92% 偏低(1分)
解析 (1)①除铁、铝时,加入H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O。②加入(NH4)2S溶液,可除去重金属离子Cu2+、Ni2+,故所得滤渣的主要成分是CuS、NiS。③除钙、镁时,当Ca2+沉淀完全时,结合Ksp(CaF2)=4.0×10-9,可得c(F-)=4.0×10-91.0×10-5 mol·L-1=2.0×10-2 mol·L-1,即需控制溶液中NH4F的最低浓度为0.02 mol·L-1。(2)①沉锰时,加入NH4HCO3应得到MnCO3沉淀,其离子方程式为Mn2++2HCO3- MnCO3↓+CO2↑+H2O。②温度超过30 ℃时,锰沉淀率降低,是因为温度升高,NH4HCO3受热分解或促进Mn2+水解。(3)MnCO3在高温下易分解,用无水乙醇洗涤,有利于低温条件下快速干燥,从而得到纯净的MnCO3。(4)根据表格中数据可知3次实验中消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积分别为20.10 mL、20.00 mL、19.90 mL,其平均体积为20.00 mL,反应中n(Fe2+)∶n{[Mn(PO4)2]3-}=1∶1,即n(Fe2+)=n{[Mn(PO4)2]3-}=0.200 0 mol·L-1×20.00×10-3 L=4×10-3 mol,n{[Mn(PO4)2]3-}=n(MnCO3)=4×10-3 mol,则MnCO3产品的纯度=4×10-3mol×115 g·mol-10.500 0 g×100%=92%。滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生气泡,导致测得的滴入的标准液的体积偏小,测得的MnCO3的纯度偏低。
期末学业水平检测(二)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 Mn 55。
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分)
1.化学与生产、生活密切相关。下列说法正确的是 ( )
A.铵态氮肥与草木灰混合使用可降低肥效
B.侯德榜制碱的工艺流程中,向饱和食盐水中先通入二氧化碳,再持续通入氨气
C.一次锌锰碱性干电池能实现化学能与电能的相互转化
D.反应Ba(OH)2·8H2O+2NH4Cl BaCl2+2NH3↑+10H2O能自发进行,则该反应的ΔH<0
2.下列说法正确的是 ( )
A.一定条件下反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡时,3v正(H2)=2v逆(NH3)
B.用精密pH试纸测得氯水的pH为2.7
C.常温下,若盐酸和氢氧化钠溶液混合后溶液呈中性,则两溶液的pH之和为14
D.中和反应反应热测定实验中需要的玻璃仪器有烧杯、量筒、温度计、环形玻璃搅拌棒
3.室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是 ( )
A.中性溶液:Fe3+、NH4+、Cl-、CH3COO-
B.使甲基橙变红的溶液:Fe2+、Na+、MnO4-、I-
C.KW/c(H+)=10-12的溶液:K+、Al3+、Cl-、SO42-
D.含有Ca2+的溶液:Na+、K+、CO32-、NO3-
4.目前人工固氮普遍采用的是氨的工业合成。化学家证实了氢气与氮气在固体催化剂表面合成氨的过程,如下图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.②→③需要吸收能量
B.为了提高氨的脱附速率,应适时地将氨从反应后的混合气体中分离出来
C.该过程中包含旧化学键的断裂和新化学键的形成
D.该催化剂可提高反应物的平衡转化率
5.下列说法正确的是 ( )
A.使用pH试纸测定溶液pH时,应先用蒸馏水润湿试纸
B.除去MgCl2溶液中少量的Fe3+,可加入过量 MgO粉末,充分反应后过滤
C.0.1 mol·L-1醋酸溶液在加水稀释过程中,溶液中所有离子的浓度均减小
D.实验室用带有磨口玻璃塞的试剂瓶盛放Na2CO3溶液
6.关于下列装置说法错误的是 ( )
①
②
③
④
A.装置①放电过程中,硫酸浓度不断降低
B.装置②工作过程中,CuSO4溶液浓度减小
C.装置③钢闸门应与外接电源的正极相连来获得保护
D.装置④盐桥中的Cl-移向甲烧杯
7.对于反应2N2O5(g) 4NO2(g)+O2(g),某研究人员提出如下反应历程。
第一步 N2O5 NO3+NO2 快速平衡
第二步 NO2+NO3 NO+NO2+O2 慢反应
第三步 NO+NO3 2NO2 快反应
其中可近似认为第二步反应不影响第一步的平衡。下列表述正确的是( )
A.反应的中间产物只有NO3
B.第二步中NO2与NO3的碰撞仅部分有效
C.决定N2O5分解速率的步骤是第三步
D.第三步反应的活化能较高
8.室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL某浓度的CH3COOH溶液,溶液的pH与NaOH溶液体积(V)的关系如图所示,下列叙述错误的是 ( )
A.该滴定过程选择酚酞作为指示剂
B.滴定前未用标准液润洗滴定管,会导致测定结果偏高
C.N点时,c(Na+)=c(CH3COO-)=c(H+)=c(OH-)
D.若M点对应溶液中c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),则c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
9.下列过程的化学用语表述正确的是 ( )
A.用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4:CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq)
B.实验室制备Fe(OH)3胶体:Fe3++3NH3·H2O Fe(OH)3(胶体)+3NH4+
C.碱性氢氧燃料电池负极发生的电极反应:H2-2e- 2H+
D.一定条件下,将 0.5 mol N2(g)和1.5 mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1
10.下列叙述中,不能用勒夏特列原理解释的是 ( )
A.工业制取金属钾的反应为Na(l)+KCl(l) NaCl(l)+K(g),选取适宜的温度,使K变成蒸气从反应混合物中分离出来,有利于反应向右进行
B.CO(g)+NO2(g) CO2(g)+NO(g)达平衡后,增大压强(缩小容器体积)可使平衡体系颜色变深
C.工业上SO2催化氧化生成SO3,常通入过量的空气来提高SO2的平衡转化率
D.向含酚酞的Na2CO3溶液中滴加BaCl2溶液,红色变浅
11.用吸附了氢气的纳米碳管等材料制作的二次电池,其工作原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.放电时,OH-移向镍电极
B.放电时,正极的电极反应为NiO(OH)+e-+H2O Ni(OH)2+OH-
C.充电时,碳电极与外电源的正极相连
D.充电时,阴极附近溶液的碱性减弱
12.(双选)下列实验操作能达到目的的是 ( )
A. B.
C. D.
13.某种含二价铜微粒[CuⅡ(OH)(NH3)]+的催化剂可用于汽车尾气脱硝,催化机理如图1,反应过程中不同态物质体系所含的能量如图2。下列说法不正确的是 ( )
图1
图2
A.总反应焓变ΔH<0
B.由状态②到状态③发生的是氧化还原反应
C.状态③到状态④的变化过程中有O—H键的形成
D.该脱硝过程的总反应方程式为4NH3+2NO+2O2 6H2O+3N2
14.(双选)为探究温度对H2(g)+I2(g) 2HI(g)的影响,其他条件相同时,将1 mol H2(g)和1 mol I2(g)充入体积为2 L的恒容密闭容器中,测得HI(g)的物质的量分数随时间变化的实验数据如下。
时间/min
0
20
40
60
80
100
HI(g)的物质
的量分数
T1
0
0.50
0.68
0.76
0.80
0.80
T2
0
0.60
0.72
0.75
0.75
0.75
下列说法正确的是 ( )
A.T1温度下,该反应可能在70 min时已达到平衡状态
B.T2温度下,0~20 min内用H2表示的平均反应速率为0.015 mol·L-1·min-1
C.由表中数据推测,T1
15.(双选)在某温度时,将n mol·L-1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L-1盐酸中,溶液pH与温度随氨水体积变化的曲线如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.a点水的电离程度最大
B.b点:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(H+)
C.25 ℃时,用n表示的NH4Cl的水解平衡常数为(n-1)×10-7
D.d点KW>1.0×10-14
三、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(11分)电解质溶液中存在多种平衡体系,请根据相关信息回答下列问题。
(1)已知:常温下,FeS和CuS的溶度积分别为Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36。
①向FeS悬浊液中滴加CuCl2溶液产生黑色沉淀,发生反应的离子方程式为 。
②在饱和FeS和CuS的混合溶液中c(Fe2+)c(Cu2+)= 。
③测得某矿物浸出液中c(Fe2+)=1.26×10-16 mol·L-1,加入Na2S出现沉淀时,Na2S的浓度应大于 mol·L-1。
(2)已知:常温下,HA的Ka=6.2×10-10。
①常温下,含等物质的量浓度的HA与NaA的混合溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性,c(A-) (填“>”“<”或“=”)c(HA),该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 。
②常温下,若将c mol·L-1盐酸与0.6 mol·L-1 KA溶液等体积混合后恰好得到中性溶液,则c= mol·L-1(小数点后保留3位数字)。
17.(8分)我国的钼(Mo)储量居世界前列,钼及其合金在冶金、环保和航天等方面有着广泛的应用。回答下列问题。
(1)已知:2Mo(s)+3O2(g) 2MoO3(s) ΔH1=a kJ·mol-1
MoS2(s)+2O2(g) Mo(s)+2SO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
2MoS2(s)+7O2(g) 2MoO3(s)+4SO2(g) ΔH3
则ΔH3= kJ·mol-1(用含a、b的代数式表示)。
(2)用辉钼矿冶炼Mo的反应为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s) Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s) ΔH,实验测得平衡时氢气的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如图所示。
①该反应的ΔH (填“>”或“<”)0;p1、p2、p3由小到大的顺序为 。
②某恒容密闭容器中加入0.1 mol MoS2、0.2 mol Na2CO3、0.4 mol H2,一定温度下发生上述反应,下列叙述说明反应已达到平衡状态的是 (填字母)。
a.v正(H2)=v逆(CO)
b.容器内气体的密度不再随时间变化
c.容器内气体的总压强不再随时间变化
d.单位时间内断裂H—H键与断裂H—O键的数目相等
(3)电氧化法提纯钼的原理为:将已经浆化的辉钼矿(主要成分为MoS2,一般不溶于水)加入装有氯化钠溶液的电解槽中,在电氧化过程中,阳极产物Cl2进一步与水反应,生成的ClO-又把MoS2氧化为MoO42-和SO42-,装置如图所示。
①阴极的电极反应式为 。
②一段时间后,MoO42-在电极 (填“A”或“B”)附近生成。
18.(12分)水体中的含氮化合物是引起富营养化的主要污染物,控制水体中的含氮污染物,对水资源的循环利用意义重大。
25 ℃时,亚硝酸(HNO2)和连二次硝酸(H2N2O2)的电离常数如下表所示。
化学式
HNO2
H2N2O2
电离常数
Ka=5.0×10-4
Ka1=6.2×10-8、Ka2=2.9×10-12
(1)下列不能说明HNO2是弱电解质的是 (填字母)。
A.室温下0.1 mol·L-1 NaNO2 溶液的pH>7
B.用一定浓度的HNO2溶液做导电实验,灯泡很暗
C.等pH、等体积的盐酸和HNO2溶液分别与足量锌反应,HNO2溶液放出的氢气较多
(2)NaNO2溶液呈 性(填“酸”“碱”或“中”),原因是 (用离子方程式表示)。
(3)室温下,物质的量浓度相同的溶液:pH(NaNO2溶液) pH(NaHN2O2溶液)(填“>”“<”或“=”)。
(4)25 ℃时,用0.01 mol·L-1的NaOH溶液滴定10.00 mL 0.01 mol·L-1 H2N2O2溶液,当两者恰好完全反应生成正盐时,溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(5)亚硝酸盐对人体健康的损害不亚于农药,可采用电解含Ce3+、NO2-废水的方法除去NO2-(生成物为NO),同时再生Ce4+,其原理如图所示。
①Ce4+从电解槽的 (填字母)口流出。
②写出阴极的电极反应式: 。
(6)新的研究表明,将含NO2-的废水与含NH4+的废水按一定比例混合,直接转化为无毒气体,该反应的离子方程式为 。
19.(10分)合成氨是人类科学技术发展史上的一项重大突破。
(1)合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),初始时氮气、氢气的体积比为1∶3,在相同催化剂条件下,平衡混合物中氨的体积分数φ(NH3)与温度、压强的关系如图所示。
①A、B两点的化学反应速率vA(NH3) vB(NH3)(填“>”“<”或“=”) 。
②在250 ℃、1.0×104 kPa下,H2的平衡转化率为 %(计算结果保留小数点后1位)。
(2)随着温度升高,单位时间内NH3的产率增大,温度高于900 ℃以后,单位时间内NH3的产率开始下降的原因可能是:升高温度催化剂活性降低; 。
(3)研究表明金属催化剂可加速氨气的分解。下表为某温度下等质量的不同金属分别催化等浓度氨气分解生成氢气的初始速率(mmol·min-1)。
催化剂
Ru
Rh
Ni
Pt
Pd
Fe
初始速率
7.9
4.0
3.0
2.2
1.8
0.5
①不同催化剂存在下,氨气分解反应活化能最大的是 (填催化剂的化学式)。
②某温度下,Ru作为催化剂,向恒容密闭容器中通入2 mol NH3,此时压强为p0,若平衡时氨气分解的转化率为50%,该温度下反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的平衡常数KP= (以分压表示,分压=总压×物质的量分数)
20.(14分)磁性材料产业是21世纪各国竞相发展的高科技支柱产业之一,磁性材料广泛用于电子信息、军事技术等领域。碳酸锰主要用于制备软磁铁氧体,工业上用含锰废水(主要金属离子为Mn2+、Fe2+、Al3+,还含有少量Ca2+、Mg2+、Cu2+和Ni2+等)为原料,生产MnCO3的工艺流程如下。
已知该条件下Ksp(CaF2)=4.0×10-9、Ksp(MgF2)=7.5×10-11。
(1)流程中含锰废水经过前三步预处理,得到主要含有Mn2+的母液。
①除铁铝时,在搅拌条件下先加入H2O2溶液,再加入 NaOH溶液调节pH。加入H2O2溶液时发生反应的离子方程式为 。
②除重金属时,滤渣的主要成分为 (填化学式)。
③除钙镁时,为使Ca2+沉淀完全(当离子浓度降到1.0×10-5 mol·L-1时,可视为沉淀完全),需控制溶液中NH4F的最低浓度为 mol·L-1。
(2)沉锰过程在pH为7.0条件下充分进行,反应温度对锰沉淀率的影响如图所示。
①沉锰过程发生反应的离子方程式为 。
②当温度超过30 ℃时,沉锰反应的锰沉淀率随温度升高而下降的原因是 。
(3)沉锰后过滤得到MnCO3粗产品,依次用去离子水和无水乙醇各洗涤2~3次,再低温干燥,得到纯净的MnCO3。用无水乙醇洗涤的目的是 。
(4)测定碳酸锰产品的纯度。
称取0.500 0 g碳酸锰产品于锥形瓶中,加25.00 mL磷酸,加热,碳酸锰全部转化为[Mn(PO4)2]3-,冷却至室温。加水稀释至100 mL,滴加2~3滴指示剂,然后用浓度为0.200 0 mol·L-1的硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe (SO4)2]标准溶液滴定{反应为[Mn(PO4)2]3-+Fe2+ Mn2++Fe3++2PO43-}。重复操作3次,记录数据如下。
滴定次数
0.200 0 mol·L-1的硫酸亚铁铵标准溶液读数(mL)
滴定前
滴定后
1
0.10
20.20
2
1.32
21.32
3
1.05
20.95
则产品的纯度= ,若滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生了气泡,则测得的碳酸锰产品的纯度 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案全解全析
1.A 铵态氮肥与草木灰混合使用,由于NH4+与CO32-发生相互促进的水解反应,可降低肥效,A正确;侯氏制碱法工艺中应先向饱和食盐水中通入NH3,后通入CO2,B错误;一次电池只能将化学能转化为电能,C错误;该反应为典型的吸热反应,即该反应的ΔH>0,D错误。
2.D 该反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相等,即2v正(H2)=3v逆(NH3),A错误;精密pH试纸测得溶液的pH可精确至0.1,但氯水具有漂白性,能使pH试纸褪色,B错误;没有指出盐酸和NaOH溶液是否为等体积混合,无法确定两溶液的pH之和,C错误;中和反应反应热测定实验中,需要使用烧杯、量筒、温度计和环形玻璃搅拌棒等玻璃仪器,D正确。
3.C Fe3+在中性溶液中因生成沉淀而不能大量存在,A错误;使甲基橙变红的溶液呈酸性,酸性条件下,MnO4-与Fe2+、I-均不能大量共存,B错误;室温下,KW/c(H+)=10-12的溶液呈酸性,四种离子均能大量共存,C正确;Ca2+与CO32-因生成CaCO3沉淀而不能大量共存,D错误。
4.D ②→③表示N2、H2分子中的化学键断裂后形成原子,断裂化学键需要吸收能量,A正确;工业合成氨的反应为可逆反应,为提高氨的脱附速率,可适时将氨从体系中分离出来,促使平衡正向移动,B正确;据题图可知,该反应中既包含旧化学键的断裂又包含新化学键的形成,C正确;使用催化剂,只能加快化学反应速率,对平衡转化率无影响,D错误。
5.B pH试纸使用前,不能用蒸馏水润湿,A错误;MgCl2溶液中的少量Fe3+发生水解反应:Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,加入过量MgO粉末,能促使Fe3+完全水解,经过滤可除去Fe(OH)3和过量的MgO,B正确;醋酸溶液稀释过程中,溶液中H+、CH3COO-浓度均减小,但OH-浓度增大,C错误;Na2CO3溶液呈碱性,故不能用带有磨口玻璃塞的试剂瓶盛放,D错误。
6.C 铅酸蓄电池放电过程中,消耗硫酸,A正确;电解精炼铜时,刚开始时活泼金属失电子,CuSO4溶液浓度减小,B正确;该装置中应使钢闸门与外接电源的负极连接,否则会加速钢闸门的腐蚀,C错误;装置④中Zn为负极,Cu为正极,电池工作时,Cl-向负极移动,D正确。
7.B 结合反应历程可知,该反应的中间产物除了NO3外还有NO,A错误;发生有效碰撞才能发生化学反应,第二步反应慢,说明仅部分碰撞有效,B正确;结合反应历程可知,第二步为慢反应,决定了N2O5的分解速率,C错误;第三步反应快,说明反应活化能较低,D错误。
8.C NaOH溶液和CH3COOH溶液完全反应后,溶液呈碱性,即滴定终点溶液呈碱性,可选用酚酞作本实验的指示剂,A正确;滴定前未用NaOH标准液润洗滴定管,导致消耗NaOH溶液体积偏大,使测得的结果偏高,B正确;室温下N点溶液pH=7,溶液中c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),C错误;M点NaOH溶液过量,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),再结合M点有c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),将其代入电荷守恒式得c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),D正确。
9.A CaSO4在水中存在溶解平衡CaSO4(s) Ca2+(aq)+SO42-(aq),加入Na2CO3溶液,能促使溶解平衡正向移动,即CaSO4(s)+CO32-(aq) CaCO3(s)+SO42-(aq),A正确;向煮沸的蒸馏水中逐滴加入FeCl3溶液,继续煮沸得到Fe(OH)3胶体,而铁盐与氨水的反应可制备Fe(OH)3沉淀,B错误;OH-参与负极反应,即H2-2e-+2OH- 2H2O,C错误;N2与H2的反应是可逆反应,实际反应的N2小于0.5 mol,由此不能确定该热化学方程式的ΔH,D错误。
10.B 该反应中选取适宜温度,K变成蒸气从混合物中分离后,生成物浓度减小,平衡正向移动,可用勒夏特列原理解释,A不符合题意;反应前后气体总体积相等,增大压强(缩小容器体积)平衡不移动,体系颜色变深,不能用勒夏特列原理解释,B符合题意;通入过量空气,即增大O2浓度,有利于提高SO2的平衡转化率,可用勒夏特列原理解释,C不符合题意;Na2CO3溶液中存在CO32-的水解平衡,加入BaCl2溶液,水解平衡逆向移动,溶液颜色变浅,可用勒夏特列原理解释,D不符合题意。
11.B 放电时为原电池,碳电极为负极,镍电极为正极,OH-向负极移动,即移向碳电极,A错误;放电时镍电极发生还原反应,即NiO(OH)+H2O+e- Ni(OH)2+OH-,B正确;充电时为电解池,碳电极为阴极,应与电源的负极相连,C错误;充电时,阴极反应式为2H2O+2e- H2↑+2OH-,溶液中c(OH-)增大,溶液的碱性增强,D错误。
12.AC 弯曲碱式滴定管橡胶管部分,并轻弹尖嘴部分,可排除碱式滴定管中的气泡,A正确;探究FeCl3溶液对H2O2分解反应速率的影响,应使两试管中H2O2溶液的浓度相同,B错误;少量AgNO3溶液中加入足量NaCl溶液,得到白色的AgCl沉淀,向该沉淀中加入少量KI溶液,出现黄色沉淀,说明Ksp:AgCl>AgI,C正确;蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3,并不能得到AlCl3固体,D错误。
13.D 由图2可知,由始态到终态,能量降低,为放热反应,即总反应焓变ΔH<0,A正确;状态②到状态③,铜元素、氮元素的化合价发生变化,发生的是氧化还原反应,B正确;状态③到状态④,原来的“H2NNO”中的H和O形成共价键生成H2O,即变化过程中有O—H键形成,C正确;将图1中所有参加反应的物质进行叠加,可得总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O2 6H2O+4N2,D错误。
14.BC 从题中表格数据可知T1温度下,每间隔20 min,HI的物质的量分数增加的量逐渐减小,反应从40~60 min,HI的物质的量分数变化为0.08,则50~60 min,HI的物质的量分数变化应小于0.04,60~70 min内HI的物质的量分数增加也小于0.04,故70 min时反应未达到平衡状态,A错误;T2温度下,20 min内HI的物质的量分数增加0.60,即反应中生成了1.2 mol HI,消耗0.6 mol H2,则用H2表示的平均反应速率v(H2)=0.6mol2 L×20min=0.015 mol·L-1·min-1,B正确;T2时,反应更快达到平衡状态,其他条件相同时,仅受温度影响,从而可推断温度:T1
16.答案 (1)①FeS+Cu2+ CuS+Fe2+(2分) ②1.0×1018(2分) ③0.05(1分)
(2)①碱(1分) <(1分) c (Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)(2分)
②0.596(2分)
解析 (1)①根据题中信息可知FeS悬浊液与CuCl2溶液反应生成CuS,其离子方程式为FeS+Cu2+ CuS+Fe2+。②该饱和溶液中c(Fe2+)c(Cu2+)=c(Fe2+)·c(S2-)c(Cu2+)·c(S2-)=6.3×10-186.3×10-36=1.0×1018。③设加入Na2S溶液的最小浓度为c mol·L-1,则1.26×10-16×c≥6.3×10-18,解得c≥0.05。(2)①根据HA的Ka=6.2×10-10,则A-的水解常数Kh=KW÷Ka=10-14÷(6.2×10-10)≈1.6×10-5,即Kh>Ka,故该混合溶液呈碱性,溶液中c(A-)
17.答案 (除标注外,每空2分)
(1)(a+2b)
(2)①>(1分) p1
解析 (1)将3个反应分别记作①、②、③,根据盖斯定律③=①+②×2,即ΔH3=ΔH1+2ΔH2=(a+2b) kJ·mol-1。(2)①结合图像可知,在压强相同时,升高温度H2的平衡转化率增大,即正反应为吸热反应,ΔH>0。该反应为气体总体积增大的反应,在温度相同时,减小压强平衡将正向移动,H2的平衡转化率增大,结合图像可知压强:p1
(1)B(1分)
(2)碱(1分) NO2-+H2O OH-+HNO2
(3)<(1分)
(4)c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)
(5)①a(1分) ②NO2-+2H++e- NO↑+H2O
(6)NH4++NO2- N2↑+2H2O
解析 (1)室温下0.1 mol·L-1 NaNO2溶液的pH>7,说明NaNO2为强碱弱酸盐,可证明HNO2是弱电解质,A不符合题意;该导电性实验中灯泡很暗,只能说明溶液中离子浓度较小,无法说明HNO2是弱电解质,B符合题意;根据等pH、等体积的酸溶液分别与Zn反应,HNO2溶液放出的H2较多,说明在溶液中HNO2存在电离平衡,可证明HNO2是弱电解质,C不符合题意。(2)NaNO2溶液中因NO2-水解而使溶液呈碱性,其水解的离子方程式为NO2-+H2O OH-+HNO2。(3)根据电离常数可知酸性:HNO2>H2N2O2>HN2O2-,结合盐类“越弱越水解”,可知水解程度:NO2-
19.答案 (每空2分)
(1)①< ②66.7
(2)合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向左移动,NH3产率下降
(3)①Fe ②2764p02(或0.42p02)
解析 (1)①结合图像可知B点温度比A点高,且B点压强也比A点大,故反应速率:vA(NH3)
起始(mol) 1 3 0
转化(mol) x 3x 2x
平衡(mol) 1-x 3-3x 2x
根据250 ℃、1.0×104 kPa时,NH3的体积分数为50%,可得2x1-x+3-3x+2x×100%=50%,解得x=23,故H2的平衡转化率为3×233×100%≈66.7%。(2)温度高于900 ℃以后,NH3的产率下降,可能原因:①温度升高催化剂的活性降低;②合成氨的反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动。(3)①使用催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率。Fe作催化剂时,反应速率最小,故此时反应的活化能最大。②2 mol NH3有50%发生分解,则平衡体系中含1 mol NH3、0.5 mol N2和1.5 mol H2;平衡时气体总物质的量为3 mol,则容器中总压强p=32p0,由于体系中NH3、N2和H2的物质的量分数分别为13、16和12,则三者的分压分别为12p0、14p0和34p0,氨分解反应的Kp=14p0×(34p0)3(12p0)2=2764p02。
20.答案 (除标注外,每空2分)
(1)①2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O ②CuS、NiS ③0.02
(2)①Mn2++2HCO3- MnCO3↓+H2O+CO2↑ ②温度升高,NH4HCO3受热分解(或Mn2+水解)
(3)有利于低温条件下快速干燥(1分)
(4)92% 偏低(1分)
解析 (1)①除铁、铝时,加入H2O2能将Fe2+氧化为Fe3+,其离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+ 2Fe3++2H2O。②加入(NH4)2S溶液,可除去重金属离子Cu2+、Ni2+,故所得滤渣的主要成分是CuS、NiS。③除钙、镁时,当Ca2+沉淀完全时,结合Ksp(CaF2)=4.0×10-9,可得c(F-)=4.0×10-91.0×10-5 mol·L-1=2.0×10-2 mol·L-1,即需控制溶液中NH4F的最低浓度为0.02 mol·L-1。(2)①沉锰时,加入NH4HCO3应得到MnCO3沉淀,其离子方程式为Mn2++2HCO3- MnCO3↓+CO2↑+H2O。②温度超过30 ℃时,锰沉淀率降低,是因为温度升高,NH4HCO3受热分解或促进Mn2+水解。(3)MnCO3在高温下易分解,用无水乙醇洗涤,有利于低温条件下快速干燥,从而得到纯净的MnCO3。(4)根据表格中数据可知3次实验中消耗硫酸亚铁铵标准溶液的体积分别为20.10 mL、20.00 mL、19.90 mL,其平均体积为20.00 mL,反应中n(Fe2+)∶n{[Mn(PO4)2]3-}=1∶1,即n(Fe2+)=n{[Mn(PO4)2]3-}=0.200 0 mol·L-1×20.00×10-3 L=4×10-3 mol,n{[Mn(PO4)2]3-}=n(MnCO3)=4×10-3 mol,则MnCO3产品的纯度=4×10-3mol×115 g·mol-10.500 0 g×100%=92%。滴定终点时发现滴定管尖嘴处产生气泡,导致测得的滴入的标准液的体积偏小,测得的MnCO3的纯度偏低。
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