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2022北京七中高二(上)期中化学(教师版)
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这是一份2022北京七中高二(上)期中化学(教师版),共22页。试卷主要包含了 已知, 溶液中存在如下平衡等内容,欢迎下载使用。
2022北京七中高二(上)期中
化 学
试卷满分:100分 考试时间:90分钟
相对原于质量:Mg-24 S-32 O-16
第一部分 选择题(共42分)
在下列各题的四个选项中,只有一个选项符合题意。(每小题2分,共42分)
1. 下列装置或过程能实现化学能转化为热能的是
A
B
C
D
风力发电
水果电池
燃料燃烧
手机充电
A. A B. B C. C D. D
2. 已知:,则的反应热是
A. B.
C. D.
3. 工业上处理含CO、SO2烟道气的一种方法是将其在催化剂作用下转化为S和CO2。已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol; S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296 kJ/mol;则该条件下2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g)的ΔH等于
A. - 270 kJ/mol B. +26 kJ/mol C. -582 kJ/mol D. +270 kJ/mol
4. 依据图示关系,下列说法不正确的是
A. 石墨燃烧放热反应
B. 1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,前者放热多
C. C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
D. 化学反应的ΔH,只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关
5. 下列食品添加剂中,其使用目的与反应速率有关的是( )
A. 抗氧化剂 B. 调味剂
C. 着色剂 D. 增稠剂
6. 用pH试纸测定某一溶液的pH时,规范的操作是
A. 将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B. 将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较
C. 用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较
D. 在试管内放少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
7. 我国科研人员提出了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程,该历程示意图如下所示。
下列说法不正确的是
A. 生成CH3COOH总反应的原子利用率为100%
B. CH4→CH3COOH过程中,有C—H键发生断裂
C. ①→②放出能量并形成了C—C键
D. 该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
8. 25℃和Pa时, ,该反应能自发进行的原因是
A. 是吸热反应 B. 是放热反应
C. 是熵减少的反应 D. 熵增大效应大于焓效应
9. 已知: △H,不同条件下反应过程能量变化如图所示,下列说法中正确的是
A. 过程b使用了催化剂 B. 反应的△H>0
C. 使用催化剂可以降低反应的△H D. 过程b发生两步反应,第一步为放热反应
10. 溶液中存在如下平衡: 。下列可使黄绿色的溶液变成蓝色的方法是
A. 升温 B. 加溶液 C. 加压 D. 加NaCl(s)
11. 痛风病与关节滑液中形成的尿酸钠(NaUr)有关(NaUr增多,病情加重),其化学原理为:HUr(aq)+Na+(aq)NaUr(s)+H+(aq) ∆H<0。下列说法不正确的是( )
A. 寒冷季节更易诱发关节疼痛
B. 大量饮水会增大痛风病发作的可能性
C. 饮食中摄入过多食盐,会加重痛风病病情
D. 患痛风病的人应少吃能代谢产生更多尿酸的食物
12. 在一定温度下,10mL0.40mol/L H2O2发生催化分解。不同时刻测定生成O2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
2
4
6
8
10
V(O2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A. 0~6min的平均反应速率:v(H2O2)mol/(L·min)
B. 6~10min的平均反应速率:v(H2O2)<mol/(L·min)
C. 反应至6min时,c(H2O2)=0.3mol/L
D. 反应至6min时,H2O2分解了50%
13. 如图所示为工业合成氨的流程图,下列说法错误的是
A. 步骤①中“净化”可以防止催化剂中毒
B. 步骤②中“加压”既可以提高原料的转化率,又可以加快反应速率
C. 步骤③既可以加快反应速率,又有利于提高原料平衡转化率
D. 步骤④、⑤可以提高原料的转化率,又可以节约原料,降低成本
14. 在密闭容器发生下列反应aA(g)⇌cC(g)+dD(g),反应达到平衡后,将气体体积压缩到原来的一半,当再次达到平衡时,D的浓度为原平衡的1.8倍,下列叙述正确的是
A. a<c+d B. 平衡向正反应方向移动
C. D的体积分数变大 D. A的转化率变大
15. 下列属于弱电解质的物质是
A. NaCl B. C. D.
16. 下列溶液肯定显酸性的是
A. c(H+)>c(OH-)的溶液 B. 含H+的溶液
C. pH<7的溶液 D. 加酚酞显无色的溶液
17. 下列不能表明醋酸是弱电解质的是
A. 0.1mol/L的醋酸水溶液中,c(H+)约为10-3mol/L
B. 常温下同浓度醋酸水溶液的导电性比盐酸弱
C. 醋酸水溶液能使紫色石蕊试液变红
D. 醋酸稀溶液中同时存在CH3COOH和CH3COO-
18. 25°C时,下列关于醋酸溶液的判断正确的是
A. B. 与盐酸的相同
C. 加入不变 D. 滴入浓溶液,溶液导电性增强
19. 一定温度下,反应I2(g)+H2(g)⇌2HI(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(H2)=c(I2)=0.11mmol•L-1,c(HI)=0.78mmol•L-1。相同温度下,按下列4组初始浓度进行实验,反应逆向进行的是(注:1mmol•L-1=10-3mol•L-1)
A
B
C
D
c(I2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.11
c(H2)/mmol•L-1
1.00
0.22
0.44
0.44
c(HI)/mmol•L-1
1.00
1.56
4.00
1.56
A. A B. B C. C D. D
20. 下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是
NO2球浸在冷水和热水中
温度t/℃
25
50
100
水的离子积常数Kw/10-14
1.01
5.47
55.0
A
B
c(氨水)/(mol/L)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
C
D
A. A B. B C. C D. D
21. 工业上可通过甲醇羰基化法制取甲酸甲酯():,在容积固定的密闭容器中,投入等物质的量和CO,测得相同时间内CO的转化率随温度变化如下图所示。下列说法不正确的是
A. 增大压强甲醇转化率增大
B. b点反应速率
C. 平衡常数,反应速率
D. 生产时反应温度控制在80~85℃为宜
第二部分 非选择题(共58分)
22. 氨在国民经济中占有重要地位。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生2mol ,放出92.2kJ热量。写出合成氨反应的热化学方程式_______;该可逆反应,若起始时向容器内放入2mol 和6mol ,达平衡后放出的热量为Q,则Q(填“>”、“<”或“=”)_______184.4kJ。
(2)反应的化学平衡常数表达式为_______。请结合下列数据分析,工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是_______。
序号
化学反应
K(298K)的数值
①
②
(3)在一定条件下氨的平衡含量如下表。
温度/℃
压强/Mpa
氨的平衡含量
200
10
81.5%
550
10
8.25%
其他条件不变时,温度升高氨的平衡含量改变的原因是_______(填字母序号)。
a.温度升高,正反应速率减小,逆反应速率增大,平衡逆向移动
b.温度升高,浓度商(Q)变大,Q>K,平衡逆向移动
c温度升高,活化分子数增多,反应速率加快
d.温度升高,K变小,平衡逆向移动
哈伯选用的条件是550℃、10MPa,而非200℃、10MPa,可能的原因是_______。
(4)如图是合成氨反应平衡混合气中的体积分数随温度或压强变化的曲线,图中L(、)、X分别代表温度或压强。其中X代表的是_______(填“温度”或“压强”);判断小、的大小关系并说明理由_______。
23. 五氯化磷(PCl5)是有机合成中重要的氯化剂,可以由三氯化磷(PCl3)氯化得到:PCl3(g)+Cl2(g)⇌PCl5(g) ΔH = -93.0 kJ/mol。某温度下,在2.0 L密闭容器中充入1.0 mol PCl3和0.5 mol Cl2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如下表所示:
t/s
0
50
150
250
350
n(PCl5)/mol
0
0.21
0.36
0.40
0.40
请回答
(1)0~150 s内,υ(PCl3)=_______mol/(L·s)。
(2)升高温度,平衡向_______(填“正”或“逆”)反应方向移动。
(3)平衡时,PCl3的转化率是_______。
(4)该温度下,此反应的化学平衡常数数值为_______
24. 弱电解质在水溶液中存在电离平衡。
(1)醋酸是常见的弱酸。
①醋酸在水溶液中的电离方程式为_______。
②下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是_______(填字母序号)。
a.滴加少量浓盐酸 b.加水稀释 c.加入少量醋酸钠晶体 d.升高温度
③两个密闭装置中各装入0.05g镁条,分别加入2mL2mol/L盐酸和醋酸。压强随时间变化如图所示。
刚开始反应速率的关系是_______。原因是:_______。反应结束后两个容器中压强相等说明_______。
(2)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
化学式
HSCN
HCN
HClO
电离常数
①上述酸中酸性最强的是_______。
②25℃时,若次氯酸中初始HClO的物质的最浓度为0.01mol/L,达到电离平衡时溶液中_______mo/L。()
③下列反应可以发生的是_______(填字母)。
A.
B.
C
25. 习近平总书记在世界领导人气候峰会上指出,中国将在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”。这是中国基于推动构建人类命运共同体的责任担当和实现可持续发展的内在要求作出的重大战略决策。因此CO2的捕集、创新利用与封存成为科学家研究的重要课题。
Ⅰ.最近有科学家提出“绿色自由”构想:先把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如图:
已知:
化学键
H—H
C—O
C=O
H—O
C—H
键能/(kJ•mol-1)
436
326
803
464
414
(1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(空气从吸收池底部进入,溶液从顶部喷淋),其目的是___。写出吸收池中反应的化学方程式___。
(2)根据表中键能写出合成塔中反应热化学方程式___。
(3)合成塔中制备甲醇的反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H1
②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H2=-90kJ·mol-1
若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___。
A. B.
C. D.
(4)下列物质能作为CO2捕获剂的是___(填标号)。
A. NaOH溶液 B. NH4Cl溶液 C. CH3CH2OH D. 浓氨水
Ⅱ.CO2和H2合成甲烷也是CO2资源化利用的重要方法。
(5)一定条件下Pd—Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝,其反应机理如图1所示,该反应的化学方程式为___,反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是___。
(6)催化剂的选择是CO2甲烷化技术的核心。在两种不同催化剂条件下反应相同时间,测得CO2转化率随温度变化的影响如图2所示。对比两种催化剂的催化性能,工业上应选择的催化剂是___,使用的合适温度为___。
26. 亚硫酸盐是一种常见的食品添加剂。为检验某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含的质量计),某研究小组同学设计了如下实验方案。
I.称取样品Wg;
II.向样品中加入足量稀硫酸;
III.将I中产生的用足量溶液吸收;
IV.将III所得硫酸溶液用氢氧化钠标准液滴定;
V.数据处理。
(1)是一种食品添加剂。写出与稀硫酸反应的离子方程式:_______。
(2)步骤III中反应的化学方程式_______。
(3)步骤IV中可选用的指示剂为_______。如图显示滴定终点时,滴定管(量程为25mL)读数为_______。
(4)步骤IV中消耗0.010mol/L NaOH溶液V mL,则1kg样品中含的质量是_______g(用含W、V的代数式表示)。
(5)步骤IV中的下列操作会造成该实验亚硫酸盐含量测定结果偏低的有_______
A. 量取一定体积待测硫酸溶液前,酸式滴定管未用待测硫酸溶液润洗
B. 装入氢氧化钠标准液前,碱式滴定管未用氢氧化钠标准液润洗
C. 锥形瓶内用水冲洗后未干燥
D. 在滴定过程中发现局部溶液发生色变就立即停止滴定
27. 《中国锰业》一文提出用废铁屑还原软锰矿,制取高纯硫酸锰的工艺流程如下图所示。某公司提供的软锰矿,其主要成分是二氧化锰,其中还含有少量Fe、CaO、MgO、及重金属等。
(1)I中加铁屑而不加铁块的原因是_______。
(2)写出I中铁屑与软锰矿发生的主要反应的离子方程式_______。
(3)加之前需要加双氧水的作用_______,结合下表说明,加控制溶液pH的范围是_______。
可能用到的数据如下,不同金属离子沉淀的pH
氢氧化物
开始沉淀pH
1.5
6.5
7.7
沉淀完全pH
3.7
9.7
9.8
已知:,
(4)深度除杂中加入的作用是除去钙离子、镁离子,用平衡移动原理解释_______。
(5)从滤液中获取晶体的方法是_______、趁热过滤。
硫酸锰在不同温度下的溶解度表
温度/℃
50
80
90
100
溶解度l(/100g水)
58
48
42
34
(6)为探究稀硫酸介质中湿法还原软锰矿制备硫酸锰的最佳工艺条件,研究了对锰浸出率η的影响。如图实验条件为,反应温度为50℃,反应时间为80min。请结合图象分析约为_______最合适,并说出理由_______。
参考答案
第一部分 选择题(共42分)
在下列各题的四个选项中,只有一个选项符合题意。(每小题2分,共42分)
1. 【答案】C
【解析】
【详解】A.风力发电,是将风能转化为电能,故A错误;
B.水果电池,是将化学能转化为电能原电池,故B错误;
C.燃料燃烧,是化学能转化为热能,故C正确;
D.手机充电,是电能转化为化学能,故D错误;
故选:C。
2. 【答案】A
【解析】
【详解】由已知可得,逆反应与正反应的热效应相反,则=,故选:A。
3. 【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol; ②S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296 kJ/mol,根据盖斯定律,将①-②,整理可得2CO(g)+SO2(g)=S(s)+2CO2(g) ΔH=- 270 kJ/mol,故合理选项是A。
4. 【答案】C
【解析】
【详解】A.所有的燃烧都是放热反应,根据图示,C(石墨)+O2(g)= CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol,ΔH1<0,则石墨燃烧是放热反应,故A正确;
B.根据图示,C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol,CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol,根据反应可知都是放热反应,1molC(石墨)和1molCO分别在足量O2中燃烧,全部转化为CO2,1molC(石墨)放热多,故B正确;
C.根据B项分析,①C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol,②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol,根据盖斯定律①-②x2可得:C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2,故C错误;
D.根据盖斯定律可知,化学反应的焓变只与反应体系的始态和终态有关,与反应途径无关,故D正确;
答案选C。
5. 【答案】A
【解析】
【详解】A. 抗氧化剂减少食品与氧气的接触,延缓氧化的反应速率,故A正确;
B. 调味剂是为了增加食品的味道,与速率无关,故B错误;
C. 着色剂是为了给食品添加某种颜色,与速率无关,故C错误;
D. 增稠剂是改变物质的浓度,与速率无关,故D错误。
故选:A。
6. 【答案】C
【解析】
【详解】A.pH试纸直接浸入待测液,会污染溶液,故A不选;
B.测定溶液pH的正确操作方法为:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃杯蘸取待测液滴于试纸的中部,观察变化稳定后的颜色,与标准比色卡比较,不能将溶液倒在试纸上,故B不选;
C.用玻璃棒蘸取待测液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较,符合操作要求,故C选;
D.检验溶液时不用煮沸,也不能放在试管口,故D不选;
故选C。
7. 【答案】D
【解析】
【详解】分析:A项,生成CH3COOH的总反应为CH4+CO2CH3COOH,原子利用率为100%;B项,CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量并形成C-C键;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高平衡转化率。
详解:A项,根据图示CH4与CO2在催化剂存在时生成CH3COOH,总反应为CH4+CO2CH3COOH,只有CH3COOH一种生成物,原子利用率为100%,A项正确;B项,CH4选择性活化变为①过程中,有1个C-H键发生断裂,B项正确;C项,根据图示,①的总能量高于②的总能量,①→②放出能量,对比①和②,①→②形成C-C键,C项正确;D项,催化剂只影响化学反应速率,不影响化学平衡,不能提高反应物的平衡转化率,D项错误;答案选D。
点睛:本题考查原子利用率、化学反应的实质、化学反应中的能量变化、催化剂对化学反应的影响,解题的关键是准确分析示意图中的信息。注意催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,催化剂不能改变ΔH、不能使化学平衡发生移动。
8. 【答案】D
【解析】
【分析】根据△G=△H-T•△S判断,反应能自发进行,必须满足=△H-T•△S<0,据此分析判断。
【详解】2N2O5(g)=4NO2(g)+O2(g) △H=+56.7kJ/mol,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D。
9. 【答案】A
【解析】
【分析】催化剂能降低活化能,曲线b的活化能低于曲线a的活化能,说明过程b使用了催化剂。通过起始反应物总能量高于生成物总能量可知该反应为放热反应;
【详解】A.使用催化剂可以降低反应的活化能。由图中信息可知,过程b的活化能比过程a的低,因此可以判断过程b使用了催化剂,A正确;
B.由图中信息可知,该反应的反应物的总能量高于生成物的总能量,故该反应为放热反应,反应的△HK,则可能逆向移动。
【详解】Qc(A)==1,Qc(B)==50.28,Qc(C)==82.64,Qc(D)==50.28,Qc(C)>K,答案为C。
20. 【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.升高温度,混合气体颜色加深,说明升高温度平衡向生成NO2的方向移动,可以使用平衡移动原理分析解答,A不符合题意;
B.升高温度,化学平衡常数增大,说明升高温度平衡向正反应方向移动,该反应的正反应是吸热反应,可以使用平衡移动原理分析解答,B不符合题意;
C.H2O2在MnO2催化下发生分解反应产生H2O、O2,与化学平衡移动无关,因此不能用平衡移动原理解释,C符合题意;
D.氨水的浓度减小10倍,溶液的pH只减小了0.5个单位,而不是1个单位,说明在氨水中存在电离平衡,降低浓度,电离平衡正向移动,使其电离程度增大,c(OH-)减小的倍数小于溶液稀释倍数,因此可以用平衡移动原理解释,D不符合题意;
故合理选项是C。
21. 【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是体积减小的反应,增大压强,平衡正向移动,则甲醇转化率增大,故A正确;
B.根据图中曲线,最高点是达到平衡即,最高点以前的点都是未达到平衡的点,是正在建立平衡的点即b点反应速率,故B错误;
C.根据图中最高点以后的点,升高温度,平衡转化率降低,说明平衡逆向移动,则平衡常数,温度越高化学反应速率越快即,故C正确;
D.根据图中曲线在80~85℃时,转化率最大,因此生产时反应温度控制在80~85℃为宜,故D正确。
综上所述,答案为B。
第二部分 非选择题(共58分)
22. 【答案】(1) ①. ②. <
(2) ①. ②. 氮气与氢气的反应限度大于氨气与氧气的反应限度
(3) ①. d ②. 提高合成氨的反应速率
(4) ①. 压强 ②. 当压强一定时,温度升高,平衡向逆反应方向移动,平衡混合气中体积分数减少
【解析】
【小问1详解】
工业合成氨是用氮气和氢气化合生成氨气,热化学方程式为;反应是可逆反应不能进行彻底,该温度下合成塔中放入2mol N2和6mol H2,生成的氨气小于2mol,故达平衡后放出的热量小于184.4 kJ,故答案为:<;
【小问2详解】
反应的化学平衡常数表达式为生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值,为;由表知,反应②化学平衡常数K值大于反应的①,K值越大反应越完全,则工业上选用氮气与氢气反应固氮,而没有选用氮气和氧气反应固氮的原因是:氮气与氢气的反应限度大于氨气与氧气的反应限度;
【小问3详解】
①升高温度,正逆反应速率都增大,由于正反应放热,平衡逆向移动,导致氨的平衡含量减小,只有d符合,故答案为:d;
②工业生产中,要考虑反应的效率,应增大反应速率,则升高温度,不仅仅考虑转化率,还要考虑提高合成氨反应的化学反应速率,故答案为:提高合成氨的反应速率;
【小问4详解】
合成氨反应是气体体积减小的放热反应,增大压强,平衡正向移动,平衡混合气中NH3的体积分数增大,升高温度,平衡逆向移动,平衡混合气中NH3的体积分数减小,由图可知,NH3的体积分数随着X的增大而增大,则说明X代表的是压强,L代表是温度,相同压强下,L1的NH3的体积分数大于L2,合成氨反应为放热反应,压强相同时,升高温度,,平衡平衡逆向移动,NH3的体积分数降低,则L1<L2,故答案为:压强; 当压强一定时,温度升高,平衡向逆反应方向移动,平衡混合气中体积分数减少。
23. 【答案】(1)0.0012
(2)逆 (3)40%
(4)40/3
【解析】
【小问1详解】
由表格可知,0~150 s内,n(PCl5)=0.36mol,则n(PCl3)=0.36mol,v(PCl3)= ,故答案:0.0012;
【小问2详解】
根据题意,该反应的正反应为吸热反应,则升高温度,平衡向逆反应方向移动,故答案为:逆;
【小问3详解】
由表可知,平衡时,n(PCl5)=0.40mol,列三段式计算如下:
则$PCl3的转化率是,故答案为:40\%;
【小问4详解】
根据三段式可知平衡常数为:
24. 【答案】(1) ①. ②. b、d ③. 盐酸大于醋酸 ④. 盐酸比醋酸易电离,盐酸中氢离子浓度大于醋酸 ⑤. 盐酸与醋酸中最终电离出的的物质的量相等,产生的氢气的物质的量相等
(2) ①. HSCN ②. ③. AB
【解析】
【小问1详解】
①醋酸是弱酸,在水溶液中部分电离出醋酸根离子和氢离子,电离方程式为;
②a.滴加少量浓盐酸,氢离子浓度增大,抑制电离,其电离程度减小,a不选;
b.加水稀释,根据越稀越电离,电离程度增大,b选;
c.加入少量醋酸钠晶体增大醋酸根离子的浓度,抑制电离,其电离程度减小,c不选;
d.醋酸的电离是吸热过程,升高温度促进其电离,电离程度增大,d选;
故选:b、d;
③等浓度的盐酸和醋酸与相同的镁条反应,刚开始反应速率的关系是:盐酸大于醋酸,原因是:盐酸比醋酸易电离,盐酸中氢离子浓度大于醋酸;由于氢离子的物质的量相同,反应结束后两个容器中压强相等说明盐酸与醋酸中最终电离出的的物质的量相等,产生的氢气的物质的量相等;
【小问2详解】
①弱酸的电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强,HSCN的电离常数最大,则酸性最强的是HSCN;
②25℃时,若次氯酸中初始HClO的物质的最浓度为0.01mol/L,其电离方程式为:,达到电离平衡时溶液中;
③A.由电离平衡常数可知酸性CH3COOH>H2CO3,能发生,故A正确;
B.酸性CH3COOH>HCN,CH3COOH+NaCN═CH3COONa+HCN能发生,故B正确;
C.酸性H2CO3>HCN,NaHCO3+HCN═NaCN+H2O+CO2↑不能发生,故C错误;
故答案为:AB。
25. 【答案】(1) ①. 增大接触面积,使空气中CO2被充分捕捉吸收 ②. K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3
(2)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-46kJ·mol-1 (3)A (4)AD
(5) ①. CO2+4H2CH4+2H2O ②. MgOCH2
(6) ①. Ni—CeO2 ②. 320℃
【解析】
【分析】本实验通过将空气通入饱和的碳酸钾溶液,将生成的碳酸氢钾溶液通入分解池在加入高温水蒸气,将生成的二氧化碳通入合成塔与氢气在催化剂加热情况下反应生成甲醇和水,据此分析回答问题。
【小问1详解】
上述工艺中采用气液逆流接触吸收的目的是增大接触面积,使空气中CO2被充分捕捉吸收;吸收池中碳酸钾、二氧化碳和水反应生成碳酸氢钾,化学方程式为K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3;
【小问2详解】
根据题干合成塔中信息可知,二氧化碳和氢气反应生成甲醇和水,化学方程式为CO2+3H2=CH3OH+H2O,H=反应物键能-生成物键能=kJ·mol-1,故热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-46kJ·mol-1;
【小问3详解】
根据题干中已知信息以及上一步总的热化学方程式,根据盖斯定律可知①=总-②,故H1=-46-(-90)=44 kJ·mol-1,在多步反应历程中,慢反应的活化能大,反应①为慢反应,说明反应①的活化能大于反应②的活化能,且H1为正值,H2和H是负值,故选A;
【小问4详解】
由题意分析可知,可以与二氧化碳发生反应的符合题意,氢氧化钠溶液和浓氨水可以与二氧化碳发生反应,NH4Cl溶液和CH3CH2OH与二氧化碳不反应,故选AD;
【小问5详解】
由图中箭头指向可知,反应物为CO2和4H2,生成物为CH4和2H2O,化学方程式为CO2+4H2 CH4+2H2O;根据化合价正负代数和为0可知,反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是MgOCH2;
【小问6详解】
根据图示信息可知,催化剂Ni—CeO2对应的二氧化碳转化率较高;320℃使二氧化碳转化率达到最大。
26. 【答案】(1)
(2)
(3) ①. 酚酞或甲基橙 ②. 20.60mL
(4) (5)AD
【解析】
【分析】用稀硫酸和亚硫酸钠反应生成二氧化硫,将双氧水氧化二氧化硫得到硫酸,再用氢氧化钠标准溶液来滴定硫酸来测定亚硫酸盐含量。
【小问1详解】
Na2SO3与稀硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水,其离子方程式:+2H+=SO2↑+2H2O;故答案为: +2H+=SO2↑+2H2O;
【小问2详解】
根据Ⅳ的信息是将Ⅲ所得硫酸溶液用氢氧化钠标准液滴定;说明步骤Ⅲ中H2O2的作用是将SO2氧化为硫酸,反应的化学方程式为;故答案为:;
【小问3详解】
步骤Ⅳ是强碱滴加强酸,因此选用的指示剂是酚酞或甲基橙都可以。滴定管精确度为0.01mL,因此下图滴定管读数为20.60mL;故答案为:酚酞或甲基橙;20.60mL;
【小问4详解】
步骤Ⅳ中消耗0.010mol/L NaOH溶液V mL,根据SO2~H2SO4~2NaOH,则Wg样品中含SO2的物质的量为,其质量是,则1kg样品中含SO2的质量是;故答案为:;
【小问5详解】
A.量取一定体积待测硫酸溶液前,酸式滴定管未用待测硫酸溶液润洗,所取的待测液溶质物质的量减小,消耗标液体积减小,测得物质的量浓度偏低,选项A符合题意;
B.装入氢氧化钠标准液前,碱式滴定管未用氢氧化钠标准液润洗,所消耗标液体积偏高,测得物质的量浓度偏高,选项B不符合题意;
C.锥形瓶内用水冲洗后未干燥,对结果无影响,选项C不符合题意;
D.在滴定过程中发现局部溶液发生色变就立即停止滴定,说明还未达到滴定终点,消耗标液体积偏小,测得物质的量浓度偏低,选项D符合题意;
答案选AD。
27. 【答案】(1)增大接触面积,充分反应
(2)或
(3) ①. 充分氧化 ②. 大于等于3.7小于7.7
(4)加入增大溶液中F离子浓度,使,上述平衡逆向移动,使、转化为固体沉淀除去
(5)蒸发浓缩或浓缩结晶
(6) ①. 0.76-0.78均可 ②. 锰浸出率达95%以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担
【解析】
【分析】废铁屑还原二氧化锰生成硫酸锰、硫酸铁,硫酸与氧化铝生成硫酸铝,二氧化硅和硫酸不反应,浸出液含有硫酸锰、硫酸铁、硫酸铝、重金属离子,浸出液中加入碳酸钙调节pH生成氢氧化铁、氢氧化铝沉淀除去铁、铝杂质,加入BaS生成重金属硫化物沉淀,除去中金属离子,加入MnF2生成CaF2、MgF2沉淀,除去Ca2+、Mg2+,过滤后,加热滤液浓缩结晶,趁热过滤得到硫酸锰晶体。
【小问1详解】
加铁屑原因是增大接触面积,使反应更充分;
【小问2详解】
I中铁屑与软锰矿发生的主要反应的离子方程式为3MnO2+2Fe+12H+ =3Mn2+ +2Fe3+ +6H2O或MnO2 +Fe+4H+ =Mn2+ +Fe2+ +2H2O;
【小问3详解】
加CaCO3之前需要加双氧水的作用为充分氧化Fe2+;为了除去Fe2+与Fe3+,并且不能使Mn2+沉淀,故加CaCO3控制溶液pH的范围是大于3.7小于7.7;
【小问4详解】
除杂中加入的作用是除去钙离子、镁离子,原因是:加入增大溶液中F离子浓度,使,上述平衡逆向移动,使、转化为固体沉淀除去;
【小问5详解】
硫酸锰溶解度随温度升高而减小,为了从滤液中获得硫酸锰晶体,加热滤液浓缩结晶、趁热过滤;
【小问6详解】
由于n(Fe)/n(MnO2)约为0.78时,锰浸出率达95%,以后增大铁的比例,锰的浸出率基本保持不变或变化不大,增加铁粉会增加成本,并为后续净化增加负担。
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