2022-2023学年黑龙江省哈尔滨市高二(上)期中化学试卷(含解析)
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题号
一
二
总分
得分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡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。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在试卷上无效。
3.考试结束后,本试卷和答题卡一并交回。
第I卷(选择题)
一、单选题(本大题共15小题,共60.0分)
1. 一定呈碱性的溶液是( )
A. pH=8的某电解质的溶液 B. c(OH−)>1×10−7mol⋅L−1
C. 溶液中含有OH− D. Kw>c2(H+)
2. 下列说法中不正确的是( )
①将BaSO4放入水中不能导电,所以BaSO4是非电解质
②氨溶于水得到的溶液导电性较差,所以氨水是弱电解质
③NaCl溶液能导电是因为在通电条件下,离解为自由移动的离子
④相同温度下的0.01mol/L和0.1mol/LCH3COOH溶液中pH的差小于1
⑤强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
A. ①④ B. ①②③⑤ C. ①④⑤ D. 全部
3. 以下说法中正确的是( )
A. 常温下pH=4的H2C2O4溶液稀释100倍,pH约为5,则H2C2O4是弱电解质
B. 增大压强,活化分子百分数增大,单位时间内有效碰撞次数增多,化学反应速率加快
C. 工业合成氨反应是一个熵增加的过程
D. 等物质的量浓度①NaOH溶液和②H2SO4溶液中水的电离程度①=②
4. 下列能促进水的电离,并使溶液中pH小于7的操作是( )
①加入NaHSO4固体
②投入一小块金属钠
③通CO2
④通NH3
⑤加热煮沸
A. ②⑤ B. ①③ C. ⑤ D. ①③⑤
5. 下列图示与对应的叙述相符的是( )
A. 图1表示反应:mA(s)+nB(g)⇌pC(g)△H>0在一定温度下B的平衡转化率(B%)与压强变化的关系如图所示,则x点正反应速率大于逆反应速率
B. 图2是可逆反应:A(g)+B(s)⇌C(g)+D(?)△H>0的速率时间图象,在t1时刻改变条件只能是加入催化剂
C. 图3表示对于化学反应mA(g)+nB(g)⇌pC(g)+qD(g),A的百分含量与温度(T)的变化情况,则该反应的△H<0
D. 图4所示图中的阴影部分面积的含义是该物质物质的量的变化量
6. 25℃时,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A. 含有大量NO3−的溶液:H+、NH4+、I−、SO42−
B. 与铝作用放出氢气的溶液:SO42−、Mg2+、NO3−、Fe2+
C. c(H+)c(OH−)=1×10−12的溶液:K+、CO32−、Na+、AlO2−
D. 由水电离出的c(H+)=1×10−12mol⋅L−1的溶液:Na+、K+、CO32−、SO42−
7. 下列能用勒夏特列原理解释的有个( )
①Fe(SCN)3溶液中加入固体KSCN后颜色变深
②棕红色NO2加压后颜色先变深后变浅
③实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
④由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压(缩小体积)后颜色变深
⑤合成氨时将氨液化分离,可提高原料的利用率
⑥多平衡体系,合适的催化剂能提高目标产物的选择性
A. 6 B. 5 C. 4 D. 3
8. 常温下,现有pH=2的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是( )
A. 分别加水稀释10倍后溶液的pH均变为3
B. 两种酸溶液中c(CH3COO−)=c(Cl−)
C. V1LpH=2盐酸与V2LpH=12氨水混合,若混合后溶液pH=7,则V1
9. 利用I2O5可消除CO污染,反应为I2O5(s)+5CO(g)⇌5CO2(g)+I2(s);不同温度下,向装有足量I2O5固体的2L恒容密闭容器中通入2molCO,测得CO2气体体积分数φ(CO2)随时间t变化曲线如图所示.下列说法正确的是( )
A. b点时,CO的转化率为20%
B. 容器内的压强保持恒定,表明反应达到平衡状态
C. b点和d点的化学平衡常数:Kb>Kd
D. 0到0.5min反应速率v(CO)=0.3mol⋅L−1⋅min−1
10. 氨是制造化肥的重要原料,如图为工业合成氨的流程图。下列说法错误的是( )
A. 工业上制氮气一般用分离液态空气法
B. 步骤②③④⑤均有利于提高反应物的平衡转化率
C. 步骤①中“净化”N2、H2混合气体可以防止催化剂中毒
D. 步骤③中温度选择500℃,主要是考虑催化剂的活性
11. 为探究外界条件对反应:mA(g)+nB(g)⇌cZ(g)ΔH的影响,以A和B的物质的量之比为m:n开始反应,通过实验得到不同条件下反应达到平衡时Z的物质的量分数与压强及温度的关系,实验结果如图所示。下列判断不正确的是( )
A. ΔH<0
B. m+n
D. 其它条件相同,压强增大,平衡正向移动,平衡常数不变
12. 部分弱电解质的电离常数如下表:
弱电解质
HCOOH
HCN
H2CO3
电离常数(25℃)
Ka=1.8×10−4
Ka=4.9×10−10
Ka1=4.3×10−7
Ka2=5.6×10−11
下列说法错误的是( )
A. 结合H+的能力:CO32−>CN−>HCO3−>HCOO−
B. 2CN−+H2O+CO2=2HCN+CO32−
C. 向0.1mol/L的HCOOH溶液中加入蒸馏水,c(HCOOH)c(HCOO−)减小
D. 25℃时,反应HCOOH+CN−⇌HCN+HCOO−的化学平衡常数3.67×105
13. 常温下,pH=11的X、Y两种碱溶液各5mL,分别加水稀释至500mL,其pH与溶液的体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A. Y溶液的导电性比X溶液的导电性强
B. 稀释后,X溶液中水的电离程度比Y溶液中水的电离程度小
C. 若X、Y都是弱碱,则a的值一定小于9
D. 完全中和X、Y两溶液时,消耗同浓度稀硫酸的体积:V(X)>V(Y)
14. 下列有关实验的操作、现象和结论均正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
取5mL0.1mol⋅L−1Na2S2O3溶液和5mL0.1mol⋅L−1硫酸溶液充分混合后分两份,分别放入热水中和冷水中,观察并比较实验现象
探究温度对反应速率的影响
B
向0.1mol⋅L−1K2CrO4溶液中缓慢滴加几滴6mol⋅L−1硫酸,橙黄色变为黄色
增大H+浓度,平衡向生成Cr2O72−方向移动
C
取1mL0.1mol⋅L−1KI溶液和5mL0.1mol⋅L−1FeCl3溶液充分反应后,再加2mLCCl4振荡、静置后取上层清液滴加少量KSCN溶液,溶液变为红色
Fe3+与I−的化学反应存在限度
D
已知CuCl2溶液中存在下列平衡:[Cu(H2O)4]2+(蓝)+4Cl−⇌[CuCl4]2−(黄)+4H2O,取一定浓度的CuCl2溶液,升高温度,溶液由绿色变为黄绿色
升高温度,平衡正移
A. A B. B C. C D. D
15. 在工业生产上通常利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,主要发生以下两个反应:
反应Ⅰ:S8(g)⇌4S2(g),
反应Ⅱ:2S2(g)+CH4(g)⇌CS2(g)+2H2S(g),
一定条件下,S8分解产生S2的体积分数、CH4与S2反应中CH4的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A. 生成CS2反应为放热反应
B. 某温度下若S8完全分解成S2,在恒容密闭容器中n(S2):n(CH4)=2:1开始反应,当CS2体积分数为10%时,CH4转化率为60%
C. 某温度下若S8完全分解成S2,在绝热容器中,气体总压不变反应达平衡状态
D. 制备CS2时温度需高于600℃的原因是:此温度CH4平衡转化率已很高,低于此温度,S2浓度小,反应速率慢
第II卷(非选择题)
二、简答题(本大题共3小题,共41.0分)
16. 现有下列物质:①熔融的NaCl②稀硫酸③液氯④冰醋酸⑤铜⑥BaSO4⑦NaHSO4⑧液氨⑨SO2⑩Cu(OH)2固体。请按要求回答下列问题。
(1)以上物质中属于弱电解质的是 ______(填序号,下同);属于非电解质的是 ______。
(2)已知在t1、t2温度下水的电离平衡曲线如图所示:
①t1温度时,若盐酸中c(H+)=1×10−4mol⋅L−1,则由水电离产生的c(H+)=______mol⋅L−1。
②t2温度下将pH=2的稀硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液的pH=______。
(3)已知25℃,NH3⋅H2O的Kb=1.8×10−5,HNO2的Ka=4.6×10−4。亚硫酸电离常数为Ka1、Ka2,改变0.1mol⋅L−1亚硫酸溶液的pH,其平衡体系中含硫元素微粒物质的量分数δ与pH的关系如图,Ka1Ka2=______。
将SO2通入氨水中,当c(OH−)降至1.0×10−8mol⋅L−1时,溶液中的c(SO32−)c(HSO3−)=______,将SO2通入NaNO2溶液发生反应的离子方程式为 ______。
17.
(1)密闭容器中发生A2(g)+3B2(g)=2AB3(g)反应,若T2>T1,则正反应一定是 ______反应(填“放热”或“吸热”)在其他条件不变的情况下,只改变起始B2的物质的量,在a、b、c三点达到平衡时,AB3的物质的量由大到小的顺序为 ______。
(2)已知反应N2O4(g)=2NO2(g)ΔH=+57kJ/mol,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。A、C两点气体的颜色 ______点深(填“A”或“C”)。A、B两点的平均相对分子质量:A ______B(填“>”“=”或“<”)。
(3)在容积可变的密闭容器中发生反应CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g),c(CO)随反应时间的变化如图中曲线Ⅰ所示,此时平衡时体积为1L,若在t0时刻改变一个条件,使曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,可通过将容器的体积变为 ______L实现。
(4)某密闭容器中发生3A(g)⇌B(g)+2C(g),t5~t6阶段,容器内A的物质的量减少了0.06mol,而此过程中容器与外界的热交换总量为akJ,书写反应的热化学方程式 ______。
18. 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛开发和应用前景。
(1)利用反应CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)合成清洁能源CH3OH,一定条件下向2L的密闭容器中充入1molCO和2molH2发生反应,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:
①该可逆反应的ΔH ______0(填“>”或“<”);A、B、C三点平衡常数KA、KB、KC的大小关系是 ______;
②压强p1______p2(填“>”、“<”或“=”);若p2=100kPa,则B点的Kp=______kPa−2;
③在T1和p1条件下,由D点到A点过程,正、逆反应速率之间的关系:v正______v逆。
(2)在T1时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,发生反应:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)反应达到平衡时CH3OH的体积分数(V%)与n(H2)n(CO)的关系如图所示。
①当起始n(H2)n(CO)=2,经过2min达到平衡,CO的转化率为40%,则0~2min内平均反应速率v(H2)=______。若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,达新平衡时H2的转化率将 ______(填“增大”、“减小”或“不变”);
②当起始n(H2)n(CO)=3时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数可能是图象中的 ______点(填“D”、“E”或“F”)。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解:A.没指明温度,Kw不一定等于10−14,不能根据pH值判断溶液的酸碱性,故A错误;
B.没指明温度,Kw不一定等于10−14,不能根据c(OH−)大小判断溶液的酸碱性,故B错误;
C.任何水溶液中都含有氢氧根离子,不能通过是否含有氢氧根离子判断溶液酸碱性,故C错误;
D.溶液酸碱性取决于氢离子和氢氧根离子的浓度的相对大小,Kw>c2(H+),Kw=c(H+)×c(OH−),可知c(H+)
水溶液中都含有氢离子和氢氧根离子,溶液酸碱性取决于氢离子和氢氧根离子的浓度的相对大小:c(H+)>c(OH−)时溶液呈酸性;c(H+)=c(OH−)时溶液呈中性;c(H+)
本题考查溶液酸碱性的判断,为高频考点,把握溶液酸碱性的判断方法为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意Kw不确定,题目难度不大。
2.【答案】B
【解析】解:①在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质,硫酸钡在水溶液中溶解度较小,导致硫酸钡溶液离子浓度较小,溶液导电能力较弱,但溶解的部分完全电离,所以硫酸钡是强电解质,故错误;
②氨水是混合物,既不是电解质,也不是非电解质,故错误;
③NaCl溶液能导电是因为在水的作用下,离解为自由移动的离子,不需要通电,故错误;
④相同温度下的0.01mol⋅L−1和0.01mol⋅L−1CH3COOH溶液中,0.01mol⋅L−1CH3COOH溶液电离度较大,pH的差小于1,故正确;
⑤电解质溶液的导电能力与离子浓度成正比、与电荷成正比,与电解质强弱无关,故错误;
故选:B。
①在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质;
②在水溶液里或熔融状态下都不导电的化合物是电解质;
③电离不需要通电;
④对于弱电解质来说,浓度越小,电离程度越大;
⑤强解质溶液的导电能力与离子浓度成正比、与电荷成正比。
本题考查电解质的电离、强弱电解质判断、电解质和非电解质的判断等知识点,侧重考查基本概念,注意:电解质强弱与溶液导电性强弱无关,导电性强弱与离子浓度及电荷有关,为易错点。
3.【答案】A
【解析】解:A.常温下,pH=4的 H2C2O4溶液稀释 100 倍,pH约为5,说明稀释过程中乙二酸继续电离,则乙二酸是弱电解质,故A正确;
B.增大压强,增大单位体积内活化分子个数,活化分子百分数不变,故B错误;
C.工业合成氨反应前后气体的计量数减小,是一个熵减的过程,故C错误;
D.酸或碱抑制水电离,酸中c(H+)或碱中c(OH−)越大,水电离程度越小,等物质的量浓度的NaOH和稀硫酸溶液,酸中c(H+)大于碱中c(OH−),所以水电离程度:①>②,故D错误;
故选:A。
A.常温下,pH=4的 H2C2O4溶液稀释 100 倍,pH约为5,说明稀释过程中乙二酸继续电离;
B.增大压强,缩小体积,增大单位体积内活化分子个数,活化分子百分数不变;
C.工业合成氨反应前后气体的计量数减小;
D.酸或碱抑制水电离,酸中c(H+)或碱中c(OH−)越大,水电离程度越小。
本题考查弱电解质判断、化学反应速率影响因素、水电离影响因素等知识点,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确强弱电解质判断方法、压强对化学反应速率影响原理内涵、水电离影响因素是解本题关键,题目难度不大。
4.【答案】C
【解析】解:①加入NaHSO4固体,引入氢离子,抑制水的电离,故错误;
②投入一小块金属钠,产生氢氧化钠,抑制水的电离,故错误;
③通CO2,产生碳酸,抑制水的电离,故错误;
④通NH3,产生氨水,抑制水的电离,故错误;
⑤加热煮沸,促进的水的电离,pH小于7,故正确;
故选:C。
水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,水电离生成氢离子和氢氧根离子,所以酸或碱、强酸酸式盐都抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,据此分析解答。
本题以水的电离为载体考查盐类水解、水电离影响因素,侧重考查分析能力,明确水电离特点及盐类水解特点即可解答,注意升高温度促进水电离但溶液不能变为酸性或碱性,为易错点。
5.【答案】C
【解析】解:A.要使x点达到平衡状态,B的平衡转化率减小,平衡逆向移动,则x点逆反应速率大于正反应速率,故A错误;
B.如果D为固体或液体,反应前后气体计量数相等,压强和催化剂都不改变平衡移动,所以t1时刻改变条件可能是增大压强或加入催化剂,故B错误;
C.随着反应进行,A%逐渐减小,说明升高温度对反应的影响小于浓度对反应速率的影响,M点A%最小,反应达到平衡状态,继续升高温度,A%增大,说明温度对反应速率的影响大于浓度对化学反应速率的影响,平衡逆向移动,则正反应为放热反应,△H<0,故C正确;
D.△c=v△t,所以阴影部分面积表示物质的量浓度变化量,故D错误;
故选:C。
A.要使x点达到平衡状态,B的平衡转化率减小,平衡逆向移动;
B.如果反应前后气体计量数相等,压强和催化剂都不改变平衡移动;
C.随着反应进行,A%逐渐减小,说明升高温度对反应的影响小于浓度对反应速率的影响,M点A%最小,反应达到平衡状态,继续升高温度,A%增大,说明温度对反应速率的影响大于浓度对化学反应速率的影响,平衡逆向移动;
D.△c=v△t。
本题考查图象分析,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确图中曲线含义及外界条件对化学平衡影响原理内涵是解本题关键,B为解答易错点。
6.【答案】C
【解析】解:A.NO3−、H+、I−之间发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.与铝作用放出氢气的溶液呈酸性或强碱性,强碱性溶液中OH−与Mg2+、Fe2+反应,酸性溶液中H+、NO3−、Fe2+发生氧化还原反应,不能大量共存,故B错误;
C.该溶液中c(OH−)>c(H+),呈碱性,K+、CO32−、Na+、AlO2−、OH−之间不反应,能够大量共存,故C正确;
D.由水电离出的c(H+)=1×10−12mol⋅L−1的溶液中c(H+)=1×10−12mol⋅L−1或c(H+)=1×10−2mol⋅L−1,呈酸性或碱性,酸性溶液中H+与CO32−发生反应,不能大量共存,故D错误;
故选:C。
A.酸性条件下硝酸根离子能够氧化碘离子;
B.该溶液呈酸性或强碱性,镁离子、亚铁离子都与氢氧根离子反应,酸性条件下硝酸根离子能够氧化亚铁离子;
C.该溶液中c(OH−)>c(H+),呈碱性,四种离子之间不反应,都不与氢氧根离子反应;
D.该溶液中c(H+)=1×10−12mol⋅L−1或c(H+)=1×10−2mol⋅L−1,呈酸性或碱性,碳酸根离子与氢离子反应。
本题考查离子共存的判断,为高频考点,明确题干暗含信息、常见离子的性质及离子反应发生条件为解答关键,注意掌握常见离子不能共存的情况,试题侧重考查学生的分析与应用能力,题目难度不大。
7.【答案】C
【解析】解:①Fe(SCN)3溶液中存在平衡Fe3++3SCN−⇌Fe(SCN)3,加入固体KSCN,平衡正向移动,后颜色变深,能用勒夏特列原理解释,故①正确;
②棕红色NO2加压后,NO2浓度增大,颜色先变深,加压,平衡2NO2⇌N2O4正向移动,NO2浓度变小,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,故②正确;
③氯水中存在平衡Cl2+H2O⇌HCl+HClO,氯离子浓度增大,平衡逆向移动,氯气溶解度减小,故实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气能用勒夏特列原理解释,故③正确;
④由H2(g)、I2(g)、HI(g)组成的平衡体系加压(缩小体积),平衡不移动,I2(g)浓度增大,颜色变深,与勒夏特列原理无关,故④错误;
⑤合成氨时将氨液化分离,,减小生成物浓度,平衡正向移动,可提高原料的利用率,能用勒夏特列原理解释,故⑤正确;
⑥多平衡体系,合适的催化剂能提高目标产物的选择性,但加入催化剂,平衡不移动,与勒夏特列原理无关,故⑥错误;
故选:C。
勒夏特列原理为平衡移动原理,体系涉及平衡移动问题可用勒夏特列原理解释。
本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
8.【答案】B
【解析】解:A.HCl完全电离,加水稀释促进醋酸电离,所以pH=2的盐酸和醋酸分别加水稀释10倍后,醋酸:2
C.常温下pH=2的盐酸溶液物质的量浓度远远小于pH=12的氨水物质的量浓度,要使混合溶液pH=7,氨水应该稍微过量,所以V1>V2,故C错误;
D.醋酸的物质的量浓度大于盐酸,反应过程中醋酸继续电离,所以反应过程中c(H+):醋酸>盐酸,c(H+)越大,反应速率越快,所以醋酸反应速率快,从反应开始到结束所需时间醋酸短,故D错误;
故选:B。
A.HCl完全电离,加水稀释促进醋酸电离;
B.盐酸溶液中存在电荷守恒c(H+)=c(Cl−)+c(OH−),醋酸中存在电荷守恒c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−);
C.常温下pH=2的盐酸溶液物质的量浓度远远小于pH=12的氨水物质的量浓度,要使混合溶液pH=7,氨水应该稍微过量;
D.醋酸的物质的量浓度大于盐酸,反应过程中醋酸继续电离,所以反应过程中c(H+):醋酸>盐酸,c(H+)越大,反应速率越快。
本题考查了弱电解质的电离平衡应用、溶液pH的变化、溶液稀释后溶液中离子浓度的分析判断,把握弱电解质的电离平衡变化分析是解题关键,题目难度中等。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
本题题考查化学反应速率和化学平衡影响的因素,可以根据所学知识进行回答,难度不大。
【解答】
A、 5CO(g)+I2O5(s)⇌5CO2(g)+I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol y y
b点量/mol 2−y y
根据b点时CO2的体积分数φ(CO2)=y2=0.80,得y=1.6,转化率=1.62×100%=80%,故A错误;
B、方程式两边气体化学计量数相等,所以压强始终不变,不能做平衡状态的标志,故B错误;
C、d点温度下先达平衡,d点温度高,升高温度φ(CO2)减小,平衡逆向移动,平衡常数减小,故化学平衡常数:Kb>Kd,故C正确;
D、0到0.5min时:
5CO(g)+I2O5(s)⇌5CO2(g)+I2(s)
起始量/mol 2 0
转化量/mol x x
a点量/mol 2−x x
根据a点时CO2的体积分数φ(CO2)=x2=0.30,得x=0.6
则从反应开始至a点时的反应速率为v(CO)=0.6mol2L×0.5min=0.6mol⋅L−1⋅min−1,故D错误;
故选:C。
10.【答案】B
【解析】解:A.工业上制氮气一般用分离液态空气法,即使沸点低的氮气先汽化,故A正确;
B.步骤②④⑤均有利于提高反应物的平衡转化率,步骤③使用催化剂,只能加快反应速率,不影响平衡移动,故B错误;
C.步骤①中“净化”混合气体的目的是防止催化剂中毒,故C正确;
D.步骤③中温度选择500℃,主要是考虑该温度下催化剂的活性较高,故D正确;
故选:B。
N2、H2混合气体经过净化(防止催化剂中毒)后,进行加压,加热到500℃,使用催化剂,反应生成氨气,然后将生成的氨气液化,分离出去,使平衡正向移动,同时将未反应的N2、H2混合气体继续通入合成塔,进行循环利用,提高N2、H2的利用率、转化率,据此分析作答。
本题主要考查合成氨的相关知识,同时考查平衡移动的应用与分析,催化剂的活性等,属于基本知识的考查,难度不大。
11.【答案】B
【解析】解:A.当压强不变时,降低温度,z的物质的量分数增大,说明降低温度平衡向正反应方向移动,故正反应是放热的,即△H<0,故A正确;
B.当温度不变时,增大压强,Z的物质的量分数增大,说明压强增大,平衡向着正反应方向移动,增大压强,化学平衡是向着气体体积减小的方向移动,故有m+n>c,故B错误;
C.其它条件相同,升高温度正逆反应速率都加快,因该反应正反应是放热反应,平衡逆向移动,v正增大的幅度小于v逆,故C正确;
D.平衡常数只受温度影响,其它条件相同,增大压强平衡移动,但平衡常数不变,故D正确;
故选:B。
由图可知,当压强不变时,降低温度,Z的物质的量分数增大,说明降低温度平衡向正反应方向移动,故正反应是放热的,即△H<0;当温度不变时,增大压强,Z的物质的量分数增大,说明压强增大,平衡向着正反应方向移动,增大压强,化学平衡是向着气体体积减小的方向移动,故有m+n>c,以此分析。
本题考查化学平衡,把握温度、浓度、压强对平衡的影响为解答关键,侧重分析与应用能力的考查,注意平衡移动原理与图象的结合,试题难度中等。
12.【答案】B
【解析】解:A.酸的电离平衡常数:Ka(HCOOH)>Ka(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka(HCO3−),酸根离子结合H+能力:CO32−>CN−>HCO3−>HCOO−,故A正确;
B.Ka(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka(HCO3−),酸的酸性:H2CO3>HCN>HCO3−,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,所以2CN−+H2O+CO2=2HCN+CO32−不能发生,该离子反应方程式为CN−+H2O+CO2=HCN+HCO3−,故B错误;
C.电离平衡常数只与温度有关,温度不变电离平衡常数不变,稀释过程中c(H+)减小,c(HCOOH)c(HCOO−)=c(H+)Ka减小,故C正确;
D.25℃时,反应HCOOH+CN−⇌HCN+HCOO−的化学平衡常数=c(HCN)c(CN−)×c(HCOO−)c(HCOOH)=c(HCN)c(CN−)×c(HCOO−)c(HCOOH)×c(H+)c(H+)=1Ka(HCN)×Ka(HCOOH)=1.8×10−44.9×10−10≈3.67×105,故D正确;
故选:B。
A.酸的电离平衡常数越大,酸对应的酸根离子结合H+能力越弱;
B.酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸;
C.c(HCOOH)c(HCOO−)=c(H+)Ka,电离平衡常数只与温度有关;
D.25℃时,反应HCOOH+CN−⇌HCN+HCOO−的化学平衡常数=c(HCN)c(CN−)×c(HCOO−)c(HCOOH)=c(HCN)c(CN−)×c(HCOO−)c(HCOOH)×c(H+)c(H+)=1Ka(HCN)×Ka(HCOOH)。
本题考查弱电解质的电离,侧重考查分析、判断及计算能力,明确电离平衡常数与酸性强弱的关系、强酸制取弱酸原理等知识点是解本题关键,注意D选项分式的变化,题目难度不大。
13.【答案】A
【解析】解:常温下,pH=11的X、Y两种碱溶液分别加水稀释相同的倍数,pH值变化较大的碱,其碱性较强,根据图知,碱性:X>Y;
A.溶液导电性与离子浓度成正比,根据图知,c(OH−):Y>X,所以Y溶液的导电性比X溶液的导电性强,故A正确;
B.碱抑制水电离,碱中c(OH−)越大,抑制水电离程度越大,稀释后c(OH−):Y>X,则X溶液中水的电离程度比Y溶液中水的电离程度大,故B错误;
C.如果X、Y都是弱碱,稀释过程中X、Y继续电离,稀释100倍后溶液中c(OH−)大于原来的1100,溶液的pH值减小值小于2,a大于9,故C错误;
D.完全中和X、Y两溶液时,消耗同浓度稀硫酸的体积与碱的浓度成正比,pH相同的X、Y溶液,碱溶液物质的量浓度:X
常温下,pH=11的X、Y两种碱溶液分别加水稀释相同的倍数,pH值变化较大的碱,其碱性较强,根据图知,碱性:X>Y;
A.溶液导电性与离子浓度成正比;
B.碱抑制水电离,碱中c(OH−)越大,抑制水电离程度越大;
C.如果X、Y都是弱碱,稀释过程中X、Y继续电离,稀释100倍后溶液中c(OH−)大于原来的1100,溶液的pH值减小值小于2;
D.完全中和X、Y两溶液时,消耗同浓度稀硫酸的体积与碱的浓度成正比。
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,正确判断碱的强弱是解本题关键,知道水电离影响因素,题目难度不大。
14.【答案】D
【解析】解:A.应该先将Na2S2O3溶液和稀硫酸分别放入热水或冷水中,然后两种溶液再混合,再根据生成沉淀快慢探究温度对化学反应速率影响,故A错误;
B.K2CrO4中存在平衡2CrO42−(黄色)+2H+⇌Cr2O72− (橙红色)+H2O,缓慢滴加硫酸,H+浓度增大,平衡正向移动,溶液由黄色变为橙色,故B错误;
C.FeCl3和KI以1:1反应,FeCl3溶液过量,加入KSCN溶液后,溶液变红色,不能说明Fe3+与I−的化学反应存在限度,故C错误;
D.升高温度,溶液由绿色变为黄绿色,平衡正向移动,故D正确;
故选:D。
A.应该先将Na2S2O3溶液和稀硫酸分别放入热水或冷水中,然后两种溶液再混合;
B.K2CrO4中存在平衡2CrO42−(黄色)+2H+⇌Cr2O72− (橙红色)+H2O,缓慢滴加硫酸,H+浓度增大,平衡正向移动;
C.FeCl3和KI以1:1反应,FeCl3溶液过量;
D.升高温度平衡向吸热方向移动。
本题考查化学实验方案评价,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确实验原理、化学平衡影响因素等知识点是解本题关键,题目难度不大。
15.【答案】B
【解析】解:A.由图可知,S2体积分数随温度升高而减小,且甲烷的平衡转化率降低,说明升高温度,反应Ⅱ平衡逆向移动,正反应为放热反应,故A正确;
B.某温度下若S8完全分解成S2,在恒容密闭容器中n(S2):n(CH4)=2:1开始反应,设n(S2)=2mol,n(CH4)=1mol,甲烷转化率量为xmol,平衡时S2的物质的量为(2−2x)mol,甲烷的物质的量为(1−x)mol,CS2的物质的量为xmol,H2S的物质的量为2xmol,当CS2体积分数为10%时,则xmol(2−2x)mol+(1−x)mol+xmol+2xmol×100%=10%,解得x=0.3,CH4转化率为0.3mol1mol×100%=30%,故B错误;
C.某温度下若S8完全分解成S2,在绝热容器中,反应Ⅱ反应前后气体分子数不变,若气体总压不变,则体系温度不变,反应达平衡状态,故C正确;
D.由图可知,温度为600℃~800℃时,CH4平衡转化率已很高,且S2浓度大,反应速率快,低于此温度,S2浓度小,反应速率慢,故制备CS2时温度需高于600℃,故D正确;
故选:B。
A.由温度变化对平衡的影响分析;
B.依据平衡时CS2体积分数计算甲烷转化量,进而计算转化率;
C.化学反应达到平衡时,正逆反应速率相等,各组分浓度和百分含量保持不变;
D.依据温度对化学反应速率和化学平衡的影响分析。
本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
16.【答案】④⑩ ⑧⑨ 1×10−10 6 105 10−1 SO2+NO2−+H2O=HNO2+HSO3−
【解析】解:(1)①熔融的NaCl能导电,完全电离,属于强电解质,
②稀硫酸能导电,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,
③液氯是单质,既不是电解质也不是非电解质,
④冰醋酸水中部分电离,属于弱电解质,
⑤铜是金属单质,既不是电解质也不是非电解质,
⑥BaSO4溶于水的部分完全电离,属于强电解质,
⑦NaHSO4溶于水完全电离,属于强电解质,
⑧液氨不能导电,不能电离,属于非电解质,
⑨SO2不能导电,不能电离,属于非电解质,
⑩Cu(OH)2固体,能溶于水的部分电离,属于弱电解质,
以上物质中属于弱电解质的是④⑩,属于非电解质的是⑧⑨,
故答案为:④⑩;⑧⑨
(2)①t1温度时,Kw=1×10−14,若盐酸中c(H+)=1×10−4mol⋅L−1,则由水电离产生的c(H+)=c(OH−)=Kwc(H+)=1×10−141×10−4mol/L=1×10−10mol/L,
故答案为:1×10−10;
②图中分析可知,t2温度下,Kw=1×10−12,中性溶液的pH=6,硫酸溶液中c(H+)=10−2mol/L,pH=10的KOH溶液中c(OH−)=10−1210−10mol/L=10−2mol/L,将pH=2的稀硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,恰好完全反应,溶液的pH=6,
故答案为:6;
(3)当c(H2SO3)=c(HSO3−)时,Ka1(H2SO3)=c(H+)=10−pH=10−2,当c(HSO3−)=c(SO32−)时,Ka2(H2SO3)=c(H+)=10−pH=10−7,Ka1Ka2=10−210−7=105,将SO2通入氨水中,当c(OH−)降至1.0×10−8mol⋅L−1时,c(H+)=Kwc(OH−)=10−141×10−8mol/L=10−6mol/L,溶液中的c(SO32−)c(HSO3−)=c(SO32−)c(HSO3−)×c(H+)c(H+)=Ka2c(H+)=10−710−6=10−1,上述计算由电离平衡常数可知,酸性H2SO3>HNO2>HSO3−,将SO2通入NaNO2溶液发生反应的离子方程式为:SO2+NO2−+H2O=HNO2+HSO3−,
故答案为:105;10−1;SO2+NO2−+H2O=HNO2+HSO3−。
(1)水溶液中部分电离的电解质为弱电解质,水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物为非电解质;
(2)①t1温度时,Kw=1×10−14,若盐酸中c(H+)=1×10−4mol⋅L−1,则由水电离产生的c(H+)=c(OH−)=Kwc(H+);
②图中分析可知,t2温度下,Kw=1×10−12,中性溶液的pH=6,硫酸溶液中c(H+)=10−2mol/L,pH=10的KOH溶液中c(OH−)=10−1210−10mol/L=10−2mol/L,将pH=2的稀硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,恰好完全反应;
(3)当c(H2SO3)=c(HSO3−)时,Ka1(H2SO3)=c(H+)=10−pH=10−2,当c(HSO3−)=c(SO32−)时,Ka2(H2SO3)=c(H+)=10−pH=10−7,将SO2通入氨水中,当c(OH−)降至1.0×10−8mol⋅L−1时,溶液中的c(SO32−)c(HSO3−)=c(SO32−)c(HSO3−)×c(H+)c(H+)=Ka2c(H+),上述计算由电离平衡常数可知,酸性H2SO3>HNO2>HSO3−,据此书写离子方程式。
本题考查了物质分类、弱电解质电离平衡、离子积常数和电离平衡常数的计算应用,注意知识的熟练掌握,题目难度中等。
17.【答案】吸热 c>b>a C < 1.5 3A(g)⇌B(g)+2C(g)△H=+50akJ/mol
【解析】解:(1)由图可知,若T2>T1,升高温度,AB3的平衡体积分数增大,平衡正向移动,则正反应一定是吸热反应,在其他条件不变的情况下,增大起始B2的物质的量,有利于平衡正向移动,AB3的物质的量增大,AB3的物质的量由大到小的顺序为c>b>a,
故答案为:吸热;c>b>a;
(2)反应正向气体分子数增大,温度一定,增大压强,平衡逆向移动,但容器体积减小幅度更大,c(NO2)增大,颜色变深,故A、C两点气体的颜色C点深,反应前后气体总质量不变,压强一定时,NO2的体积分数增大,故改变条件为升高温度,平衡正向移动,气体分子数增加,平均相对分子质量减小,故平均相对分子质量A 故答案为:C;<;
(3)反应前后气体分子数不变,改变压强,平衡不移动,在t0时刻改变一个条件,使曲线Ⅰ变为曲线Ⅲ时,平衡时CO浓度由3mol/L变为4.5mol/L,容器体积由1L变为1.5L,
故答案为:1.5L;
(4)t5~t6阶段,改变条件为升温,容器中A的物质的量减小,平衡正向移动,该反应为吸热反应,容器内A的物质的量减少了0.06mol,吸收热量为akJ,则3A(g)⇌B(g)+2C(g)△H=+3mol0.06mol×akJ/mol=+50akJ/mol
故答案为:3A(g)⇌B(g)+2C(g)△H=+50akJ/mol。
(1)由温度变化对平衡的影响分析,增大反应物浓度,平衡正向移动;
(2)由压强变化对平衡的影响分析,结合公式M=mn分析平均相对分子质量关系;
(3)由物质的浓度变化分析体积变化;
(4)依据实际反应热量变化判断反应热。
本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键。
18.【答案】< KA=KB>KC < 4.9×10−3 < 0.2mol/(L⋅min) 减小 F
【解析】解:(1)①由图可知,压强一定时,升高温度,CO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,反应正向为放热反应,△H<0,温度不变,K值不变,升高温度K值减小,A、B、C三点温度为A=B
故答案为:<;KA=KB>KC;
②反应正向气体分子数减小,压强越大,越有利于平衡正向移动,由图可知,压强为p2时,CO的平衡转化率大,故p1
③在T1和p1条件下,由D点到A点过程,CO转化率减小,反应逆向建立平衡,故正、逆反应速率之间的关系:v正
(2)①体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H2和CO,当起始n(H2)n(CO)=2,可知H2为2mol,CO为1mol,经过2min达到平衡,CO的转化率为40%,则CO反应量为1mol×40%=0.4mol,氢气反应量为0.8mol,则0~2min内平均反应速率v(H2)=0.8mol2L×2min=0.2mol/(L⋅min);平衡时H2的物质的量为(2−0.8)mol=1.2mol,CO的物质的量为(1−0.4)mol=0.6mol,CH3OH的物质的量为0.4mol,则该温度下K=c(CH3OH)c(CO)⋅c2(H2)=0.420.62×(1.22)2=527,若此时再向容器中加入CO(g)和CH3OH(g)各0.4mol,Qc=c(CH3OH)c(CO)⋅c2(H2)=0.4+0.420.6+0.42×(1.22)2=209>527=K,反应逆向进行,达新平衡时H2的转化率将减小,
故答案为:0.2mol/(L⋅min);减小;
②混合比例等于化学计量数之比时,平衡时生成物含量最大,故当起始n(H2)n(CO)=3时,达到平衡状态后,CH3OH的体积分数小于C,可能是图象中的F点,
故答案为:F。
(1)①由温度变化对平衡的影响分析反应热和平衡常数关系;
②由压强变化对平衡的影响判断压强大小,依据反应物起始加入量和转化率计算平衡时各组分分压,进而计算平衡常数;
③依据建立平衡过程中转化率变化判断反应方向;
(2)①依据公式v=△c△t计算反应速率,依据Qc和K值关系判断反应方向;
②依据新平衡下体积分数变化选择合适的点。
本题考查化学平衡,题目难度中等,掌握外界条件改变对化学平衡的影响是解题的关键,难点是化学平衡常数的计算。
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