山东省泰安市第二中学2023-2024学年高二上学期12月月考化学试题(Word版附解析)
展开一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列说法正确的是
A. 催化剂能够降低化学反应的反应热
B. 聚合硫酸铁能用作净水剂
C. 铵态氮肥与草木灰混合使用能提高土壤肥效
D. 零碳甲醇作为2023年亚运会的火炬燃料,甲醇燃烧属于吸热反应
2. 下列说法正确的是
A. 一定温度下,对平衡体系缩小体积,再次平衡时不变
B. 加入适量的催化剂或增大压强,均可使反应物分子中活化分子的百分数增大
C. 燃烧热随化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变
D. 水结冰的过程,
3. 下列方程式错误的是
A. 电离:(熔融)
B. HClO的电离:
C. 的水解:
D. 的水解:
4. 纽扣电池是一种携带方便的微型银锌电池,其结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. 电池工作时,电子从锌极经过KOH溶液流向
B. 电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性不变
C. 电池工作时,负极反应式为
D. 电池工作时,向锌电极方向移动
5. 汽车尾气中和反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 正反应的活化能大于逆反应的活化能
C. 该反应的反应热为
D 该反应中反应物总键能小于生成物总键能
6. 下列各离子组在指定条件下一定能大量共存的是
A. 无色溶液中:、、、
B. 含有的溶液:、、、
C. 的NaOH溶液中:、、、
D. ml/L的溶液中:、、、
7. 用标准溶液滴定盐酸,下列说法正确的是
A. 滴定管和锥形瓶都要润洗,以减少实验误差
B. 若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,则所测盐酸的浓度偏高
C. 若滴定前无气泡,滴定后的尖嘴内有气泡,则所测盐酸浓度偏低
D. 中和滴定时为了更清楚观察到锥形瓶内溶液颜色的变化,可以加多指示剂
8. 下列实验装置正确并能达到实验目的的是
A. 甲:测定生成氢气的速率
B. 乙:将溶液蒸干制备
C. 丙:用已知浓度溶液滴定未知浓度盐酸溶液
D. 丁:加热或冷却溶液,探究温度对化学平衡的影响
9. 在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应: ,时刻达到平衡后,在时刻改变某一条件,其反应过程(Ⅰ、Ⅱ)如图所示。下列说法中不正确的是
A. 时刻改变的条件可能是向密闭容器中加A物质
B. Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ
C. 时,v(正)(逆)
D. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数Ⅰ=Ⅱ
10. 常温下稀释、两种弱酸溶液时(酸性:),溶液随加水量的变化如图所示,下列说法正确的是
A. 图中点酸的总浓度等于点酸的总浓度
B. 曲线Ⅰ表示溶液稀释过程中的变化
C. 图中两点处的溶液中相等(代表或)
D. 相同浓度和的混合液中,各离子浓度大小关系为:
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一到两个选项符合题意,少选得2分,错选得0分)
11. 乙烯气相直接水合反应制备乙醇: 。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时, ml]。
下列分析正确的是
A. 乙烯气相直接水合反应的
B. 图中压强的大小关系为
C. 图中a点对应平衡常数
D. 达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
12. 用钌()基催化剂催化和的反应时,反应机理如图,下列说法正确的是
A. 该反应历程中包含6个基元反应
B. 图示中参与循环的物质只有和
C. 总反应式为
D. 图示中物质Ⅱ为该反应催化剂,Ⅰ和Ⅲ是反应中间体
13. 常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 ml/L的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图象如图所示(不考虑的水解)。下列叙述正确的是( )
A. Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-11
B. n点表示AgCl的不饱和溶液
C. 向c(Cl-)=c()的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
D. Ag2C2O4+2Cl-=2AgCl+C2O42-的平衡常数为109.04
14. 下列实验中,对应的操作、现象以及解释或结论都正确的是
A. AB. BC. CD. D
15. 25℃时,某混合溶液中,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO-)、lgc(H+)和1gc(OH-)随pH变化的关系如下图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是
A. O点时,
B. N点时,
C. 该体系中,
D. pH由7到14的变化过程中, CH3COO-的水解程度始终增大
Ⅱ卷(60分)
16. 请根据题目要求完成填空:
(1)泡沫灭火器的原理:__________________(离子反应方程式)
(2)氢氧化铁胶体的制备:__________________(化学反应方程式)
(3)用FeS除去污水中的:__________________(离子反应方程式)
(4)向溶液滴加少量溶液:__________________(离子反应方程式)
(5)将等体积的0.2 ml/L 溶液和0.1 ml/L盐酸混合(已知混合后溶液为酸性):
①质子守恒____________
②离子浓度大小关系____________
17. 电化学原理的应用广泛。回答下列问题:
(1)最新发明的一种电池,通过和两种离子交换膜将电解质溶液、、分别隔在三个区域。利用该电池,以石墨和铁为电极,制备消毒剂高铁酸钾,工作原理如图所示。
①极为_______(填“正”“负”“阴”或“阳”)极,为阳离子交换膜,区的电解质溶液为_______(写化学式,下同)溶液,区的电解质溶液为_______溶液,极的电极反应式为_______。
②制备高铁酸钾装置中与电极相连的电极材料为_______(填“铁”或“石墨”),该电极的反应式为_______。
③工作一段时间后,区的电解质溶液浓度_______(填“增大”或“减小”)。
(2)可利用电化学装置测定溶度积。某同学设计如图装置测定的溶度积常数。铜极为_______(填“正”“负”“阴”或“阳”)极,当通入气体至饱和后,测得铜极溶液中为,同时测得为,为。则的溶度积常数为_______(保留2位有效数字)。
[已知]
18. 实验室常利用甲醛法测定某(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH+6HCHO = 4H+ +(CH2)6N4+6H2O,然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤①用电子天平准确称取样品1.5000 g。
步骤②将样品溶解并冷却后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤③移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛,摇匀、静置5min,加入2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定到终点。重复步骤③操作2次。
(1)根据步骤③填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积将______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察______。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由______色变为______色,半分钟内不褪色。
⑤滴定后俯视读数,测得样品中氮的质量分数将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1000 ml·L-1,则该样品中氮的质量分数为______。(保留两位小数)
19. 羰基硫广泛应用在农药制备工业,是一种重要的有机合成中间体。利用和反应可以合成COS,回答下列问题:
(1)由和合成的反应分两步进行,其能量变化如图所示。
①
②
反应___________。决定COS生成速率的步骤是___________(填“①”或“②”)。
(2)在恒压、CO和的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得各容器中CO的转化率与温度的关系如图所示:
则段曲线变化的原因是_______;能提高平衡转化率的措施有_______ (填序号)。
A.适当升温 B.及时分离COS C.降低投料比 D.选择高效催化剂
(3)在某温度下,向的密闭容器中通入和各,发生反应,,平衡时___________。若保持温度不变,再向容器中加入和,平衡移动的方向为_______(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(4)实验测得该反应的速率方程为,k为速率常数(受温度影响),则化学平衡常数___________(用、表达),平衡后升高温度,增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
20. 盐碱地是土壤表层集聚过多盐碱成分,对农作物有害的土地。回答下列问题:
(1)盐碱地(含较多、NaCl)不利于植物生长,盐碱地呈碱性的原因为______(用离子方程式说明);已知25℃时,的,则当溶液中时,溶液的______。
(2)已知:常温下,碳酸的电离平衡常数,。常温下,向100 mL 0.1 ml⋅L 溶液中缓慢滴加100 mL 0.2 ml⋅L盐酸,溶液中各离子的物质的量随加入盐酸的物质的量的变化如图所示(和未画出)。根据图回答下列问题:
①曲线Ⅰ代表的离子是______。
②A、B两点水的电离程度大小为A______B(填“<”“>”或“=”)。
③根据上图,下列有关说法不正确的是______。
a.滴加至B点时,
b.滴加至C点时,
c.滴加至D点时,溶液
④下列事实中,能证明HCN是弱电解质的是______。
a.室温下NaCN溶液的
b.HCN溶液导电能力比盐酸弱
c.10 mL 0.1 ml/LHCN溶液恰好与10 mL 0.1 ml/L的NaOH溶液完全反应
d.取的HCN溶液,稀释10倍,稀释后
⑤已知HCN电离平衡常数约为,用一个离子方程式说明和结合能力的相对强弱______。
操作
现象
解释或结论
A
向溶液中通入气体
有沉淀生成
酸性
B
向溶液中,先加NaOH溶液调节,再加入足量的KSCN溶液
红褐色沉淀不溶解
在时,结合的能力比强
C
向2 mL 0.1 ml·L NaOH溶液中滴加3滴0.1 ml·L 溶液,再滴加3滴0.1 ml·L 溶液
先出现蓝色沉淀后,后出现红褐色沉淀
D
向溶液中滴加过量KI溶液,充分反应后,取少许混合液滴加溶液
有白色沉淀生成
证明与的反应有一定限度
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
1.02
21.04
2
25.00
2.00
22.00
3
25.00
0.20
20.21
泰安二中高二上学期12月月考化学试题
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 N:14 O:16
一、选择题(本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1. 下列说法正确的是
A. 催化剂能够降低化学反应的反应热
B. 聚合硫酸铁能用作净水剂
C. 铵态氮肥与草木灰混合使用能提高土壤肥效
D. 零碳甲醇作为2023年亚运会火炬燃料,甲醇燃烧属于吸热反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂能降低反应的活化能,不能降低反应的反应热,故A错误;
B.聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体,利用胶体的吸附而净水,故B正确;
C.将草木灰与铵态氮肥混合施用时,草木灰中碳酸盐水解生成的OH-,使铵盐中的NH转化为一水合氨,再分解为氨气,从而使氮肥的肥效降低,故C错误;
D.甲醇燃烧为放热反应,故D错误;
故选B。
2. 下列说法正确的是
A. 一定温度下,对平衡体系缩小体积,再次平衡时不变
B. 加入适量的催化剂或增大压强,均可使反应物分子中活化分子的百分数增大
C. 燃烧热随化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变
D. 水结冰的过程,
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应体系中只有氧气一种气体,一定温度下,Kp为定值,故平衡体系缩小体积,再次平衡时不变,故A正确;
B.增大压强不会改变反应物中活化分子的比例,故B错误;
C.燃烧热是在101 kPa时,1 ml物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;不会随化学方程式中各物质的化学计量数的改变而改变,故C错误;
D.水结冰的过程是一个放热熵减过程,,,故D错误;
故选A。
3. 下列方程式错误的是
A. 的电离:(熔融)
B. HClO的电离:
C. 的水解:
D. 的水解:
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaHSO4熔融条件下电离成Na+和,电离方程式为NaHSO4(熔融)=Na++,A项正确;
B.HClO属于弱酸,电离方程式为HClOH++ClO-,B项正确;
C.分步水解,水解的离子方程式为+H2O+OH-、+H2OH2CO3+OH-,C项错误;
D.水解生成H3PO4和OH-,其水解的离子方程式为+H2OH3PO4+OH-,D项正确;
答案选C。
4. 纽扣电池是一种携带方便的微型银锌电池,其结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. 电池工作时,电子从锌极经过KOH溶液流向
B. 电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性不变
C. 电池工作时,负极反应式为
D. 电池工作时,向锌电极方向移动
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,该装置为化学能转化成电能的原电池,锌为原电池的负极,碱性条件下,锌失去电子发生氧化反应生成氢氧化锌,电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,氧化银为正极,水分子作用下,氧化银得到电子生成银和氢氧根离子,电极反应式为Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,电池总反应为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。
【详解】A.电池工作时,电子从锌极经过导线流向,不能经过溶液传递,A错误;
B.负极Zn失去电子,发生氧化反应:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,正极上发生还原反应:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应方程式为:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,可知:反应消耗水,导致c(OH-)增大,电池工作一段时间后,电解质溶液的碱性增强,B错误;
C.根据上述分析可知,Zn是电池的负极,发生失去电子的氧化反应,电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2,C错误;
D.原电池中,阴离子移向负极电池工作时,向锌电极方向移动,D正确;
故合理选项是D。
5. 汽车尾气中和反应过程中的能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 该反应为吸热反应
B. 正反应的活化能大于逆反应的活化能
C. 该反应的反应热为
D. 该反应中反应物总键能小于生成物总键能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,为放热反应,A错误;
B.该反应为放热反应,正反应活化能小于逆反应活化能,B错误;
C.反应的焓变=反应物断键吸收的能量-生成物成键放出的能量=E1-E2,C错误;
D.该反应为放热反应,则该反应中反应物的总键能小于生成物的总键能,D正确;
故答案为D。
6. 下列各离子组在指定条件下一定能大量共存的是
A. 无色溶液中:、、、
B. 含有的溶液:、、、
C. 的NaOH溶液中:、、、
D. ml/L的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.和无法大量共存,故A不符合题意;
B.含有的溶液中,将和发生水解无法大量共存,故B不符合题意;
C.的NaOH溶液中,、、、之间不相互反应,能大量共存,故C符合题意;
D. ml/L的溶液中存在大量氢氧根,和无法大量共存,故D不符合题意;
故答案选C。
7. 用标准溶液滴定盐酸,下列说法正确的是
A. 滴定管和锥形瓶都要润洗,以减少实验误差
B. 若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,则所测盐酸浓度偏高
C. 若滴定前无气泡,滴定后的尖嘴内有气泡,则所测盐酸浓度偏低
D. 中和滴定时为了更清楚观察到锥形瓶内溶液颜色的变化,可以加多指示剂
【答案】C
【解析】
【详解】A.锥形瓶不能使用待测液润洗,否则待测液的物质的量偏大,A错误;
B.若滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,测得消耗标准液体积偏小,则盐酸浓度偏低,B错误;
C.若滴定前无气泡,滴定后的尖嘴内有气泡,测得消耗标准液体积偏小,则盐酸浓度偏低,C正确;
D.指示剂加入过多会影响实验结果,D错误;
答案选C。
8. 下列实验装置正确并能达到实验目的的是
A. 甲:测定生成氢气的速率
B. 乙:将溶液蒸干制备
C. 丙:用已知浓度溶液滴定未知浓度盐酸溶液
D. 丁:加热或冷却溶液,探究温度对化学平衡的影响
【答案】D
【解析】
【详解】A.生成的气体易从长颈漏斗逸出,应改为分液漏斗,且图中缺少秒表测定时间,故A错误;
B.蒸干溶液时分解,应结晶法制备,故B错误;
C.溶液应用碱式滴定管盛放,故C错误;
D.氯化铜溶液中存在[Cu(H2O)]2+(蓝色)+4Cl-⇌[CuCl4]2-(黄色)+4H2O,加热溶液变为蓝绿色(蓝色和黄色的混合色),可知升高温度平衡向吸热的方向移动,故D正确。
答案选D
9. 在某一恒温体积可变的密闭容器中发生如下反应: ,时刻达到平衡后,在时刻改变某一条件,其反应过程(Ⅰ、Ⅱ)如图所示。下列说法中不正确的是
A. 时刻改变的条件可能是向密闭容器中加A物质
B. Ⅰ、Ⅱ两过程分别达到平衡时,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ
C. 时,v(正)(逆)
D. Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数Ⅰ=Ⅱ
【答案】A
【解析】
【详解】A.向密闭容器中加A,正反应速率瞬间增大,逆反应速率瞬间不可能增大,不符合图象,故A错误;
B.t2时刻改变条件后达到平衡时,逆反应速率不变,说明和原平衡等效,A的体积分数Ⅰ=Ⅱ,故B正确;
C.由图象分析可以知道,t0~t,反应正向进行,v(正)>v(逆),故C正确;
D.t2时刻改变条件后达到平衡逆反应速率不变,说明和原平衡等效,所以Ⅰ、Ⅱ两过程达到平衡时,平衡常数I=Ⅱ,故D正确;
故答案选A。
10. 常温下稀释、两种弱酸溶液时(酸性:),溶液随加水量的变化如图所示,下列说法正确的是
A. 图中点酸的总浓度等于点酸的总浓度
B. 曲线Ⅰ表示溶液稀释过程中的变化
C. 图中两点处的溶液中相等(代表或)
D. 相同浓度和的混合液中,各离子浓度大小关系为:
【答案】C
【解析】
【分析】等pH的酸稀释相同倍数时,弱酸的pH变化幅度小,已知酸性:,因此曲线Ⅰ表示HA,曲线Ⅱ表示HB,据此回答。
【详解】A.初始时,两者pH相等,已知酸性:,则初始的物质的量浓度HA<HB,稀释相同倍数时图中点酸的总浓度<点酸的总浓度,A错误;
B. 据分析,曲线Ⅰ表示HA溶液稀释过程中的变化,B错误;
C. 图中两点处的溶液均为相同温度下HA溶液,,相同温度下Ka、Kw均不变,故比值相同,C正确;
D.HA的酸性强于HB,则和水解呈碱性,且水解程度A-<B-,则相同浓度和的混合液中,各离子浓度大小关系为:,D错误;
选C。
二、不定项选择题(本题包括5小题,每小题4分,共20分。每小题有一到两个选项符合题意,少选得2分,错选得0分)
11. 乙烯气相直接水合反应制备乙醇: 。乙烯的平衡转化率随温度、压强的变化关系如下[起始时, ml]。
下列分析正确的是
A. 乙烯气相直接水合反应的
B. 图中压强的大小关系为
C. 图中a点对应的平衡常数
D. 达到平衡状态a、b所需要的时间:a>b
【答案】CD
【解析】
【详解】A.压强不变时,升高温度乙烯转化率降低,平衡逆向移动,正反应为放热反应,则ΔH<0,故A错误;
B.温度相同时,增大压强平衡正向移动,乙烯转化率增大,根据图知压强p1<p2<p3,故B错误;
C.a点乙烯转化率为20%,则消耗的n(C2H4)=1 ml×20%=0.2 ml,对于可逆反应可列三段式:,化学平衡常数,故C正确;
D.温度越高、压强越大反应速率越快,反应达到平衡时间越短,压强:p2<p3,温度:a点<b点,则达到平衡时间:a>b,故D正确;
故答案选CD。
12. 用钌()基催化剂催化和的反应时,反应机理如图,下列说法正确的是
A. 该反应历程中包含6个基元反应
B. 图示中参与循环的物质只有和
C. 总反应式为
D. 图示中物质Ⅱ为该反应催化剂,Ⅰ和Ⅲ是反应中间体
【答案】C
【解析】
【分析】反应①为+2H2=2H2O+,反应②为+2CO2=,反应③+H2O=+2HCOOH,以此分析;
【详解】A.根据分析,该反应历程包含3个反应基元反应,A错误;
B.图示中参与循环的物质有CO2、H2和水,B错误;
C.根据分析,CO2、H2为反应物,为催化剂,HCOOH为生成物,C正确;
D.图示中物质Ⅰ为催化剂,II、Ⅲ为该反应的中间产物,D错误;
故答案为:C。
13. 常温下,用AgNO3溶液分别滴定浓度均为0.01 ml/L的KCl、K2C2O4溶液,所得的沉淀溶解平衡图象如图所示(不考虑的水解)。下列叙述正确的是( )
A. Ksp(Ag2C2O4)的数量级等于10-11
B. n点表示AgCl的不饱和溶液
C. 向c(Cl-)=c()的混合液中滴入AgNO3溶液时,先生成Ag2C2O4沉淀
D. Ag2C2O4+2Cl-=2AgCl+C2O42-的平衡常数为109.04
【答案】AD
【解析】
【详解】A. Ksp(Ag2C2O4)=(10-4)2×10-2.46=1×10-10.46=10-0.46×10-10≈0.347×10-10≈3.47×10-11,故它的数量级等于10-11,A正确;
B. n点时c(Ag+),比溶解平衡曲线上的c(Ag+)大,所以表示AgCl的过饱和溶液,B错误;
C. 设c(Cl-)=c(C2O42-)=a ml/L,混合液中滴入AgNO3溶液时,生成Ag2C2O4沉淀所需c(Ag+)=,生成AgCl沉淀所需c(Ag+)=,显然生成AgCl沉淀需要的c(Ag+)小,先形成AgCl沉淀,C错误;
D. Ag2C2O4+2Cl-=2AgCl+C2O42-的平衡常数为=109.04,D正确;
故合理选项是AD。
14. 下列实验中,对应的操作、现象以及解释或结论都正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.次氯酸具有氧化性把二氧化硫氧化为硫酸,硫酸根离子与钙离子形成沉淀,不能确定二者的酸性强弱,故A错误;
B.向溶液中,先加NaOH溶液调节,再加入足量的KSCN溶液,在时,结合的能力比强,故生成红褐色沉淀氢氧化铁,故B正确;
C.向2mL溶液中滴加3滴溶液,此时NaOH过量,再加氯化铁生成氢氧化铁沉淀,不能证明发生沉淀转化,故C错误;
D.向溶液中滴加过量溶液,充分反应后碘化钾过量,再加入硝酸银溶液生成沉淀,不能证明与铁离子的反应有一定的限度,故D错误;
答案选B。
15. 25℃时,某混合溶液中,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO-)、lgc(H+)和1gc(OH-)随pH变化的关系如下图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是
A. O点时,
B. N点时,
C. 该体系中,
D. pH由7到14的变化过程中, CH3COO-的水解程度始终增大
【答案】BC
【解析】
【分析】根据图象分析可知,随着pH的升高,氢氧根离子和醋酸根离子浓度增大,氢离子和醋酸离子浓度减小,又pH=7的时候,氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,故可推知,图中各曲线代表的浓度分别是:曲线1为lgc(CH3COO-)随pH的变化曲线,曲线2为lgc(H+)随pH的变化曲线,曲线3为lgc(OH-)随pH的变化曲线,曲线4为lgc(CH3COOH)随pH的变化曲线,据此结合水溶液的平衡分析作答。
【详解】A. 根据上述分析可知,O点为曲线2和曲线3的交点,对应的pH=7,应该得出的结论为:c(H+)= c(OH-),故A错误;
B. N点为曲线1和曲线4的交点, lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=,代入等量关系并变形可知pH=-lgKa,故B正确;
C. c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1ml/L,则c(CH3COO-)=0.1ml/L- c(CH3COOH),又Ka=,联立两式消去c(CH3COO-)并化简整理可得出,c(CH3COOH)=ml/L,故C正确;
D. 醋酸根离子的水解平衡为:CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-,pH由7到14的变化过程中,碱性不断增强,c(OH-)不断增大,则使不利于醋酸根离子的水解平衡,会使其水解程度减小,故D错误;
答案选BC。
Ⅱ卷(60分)
16. 请根据题目要求完成填空:
(1)泡沫灭火器的原理:__________________(离子反应方程式)
(2)氢氧化铁胶体的制备:__________________(化学反应方程式)
(3)用FeS除去污水中的:__________________(离子反应方程式)
(4)向溶液滴加少量溶液:__________________(离子反应方程式)
(5)将等体积的0.2 ml/L 溶液和0.1 ml/L盐酸混合(已知混合后溶液为酸性):
①质子守恒____________
②离子浓度大小关系____________
【答案】(1)
(2)(胶体)
(3)
(4)
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
泡沫灭火器中装有硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液,其中Al3+和均能发生水解反应,二者混合后能够发生相互促进的双水解反应生成Al(OH)3和CO2,反应的离子方程式为;
【小问2详解】
将饱和的FeCl3溶液滴入沸水中,继续煮沸至液体呈红褐色,得到氢氧化铁胶体,反应的化学方程式为(胶体);
【小问3详解】
FeS的溶解度大于CuS的溶解度,向污水中加入FeS,污水中的Cu2+转化为CuS,反应的离子方程式为;
【小问4详解】
溶液量少设为1,和溶液反应生成CaCO3沉淀、NaOH和水,反应的离子方程式为;
【小问5详解】
①等体积的0.2 ml/L 溶液和0.1 ml/L盐酸混合,反应后的溶质为等物质的量的、和NaCl,电荷守恒为,元素守恒为,将元素守恒代入电荷守恒得质子守恒;
②等物质的量的、和NaCl混合溶液中,醋酸的电离大于醋酸根的水解,溶液呈酸性,则离子浓度大小关系。
17. 电化学原理的应用广泛。回答下列问题:
(1)最新发明的一种电池,通过和两种离子交换膜将电解质溶液、、分别隔在三个区域。利用该电池,以石墨和铁为电极,制备消毒剂高铁酸钾,工作原理如图所示。
①极为_______(填“正”“负”“阴”或“阳”)极,为阳离子交换膜,区电解质溶液为_______(写化学式,下同)溶液,区的电解质溶液为_______溶液,极的电极反应式为_______。
②制备高铁酸钾装置中与电极相连的电极材料为_______(填“铁”或“石墨”),该电极的反应式为_______。
③工作一段时间后,区的电解质溶液浓度_______(填“增大”或“减小”)。
(2)可利用电化学装置测定溶度积。某同学设计如图装置测定的溶度积常数。铜极为_______(填“正”“负”“阴”或“阳”)极,当通入气体至饱和后,测得铜极溶液中为,同时测得为,为。则的溶度积常数为_______(保留2位有效数字)。
[已知]
【答案】(1) ①. 负 ②. ③. ④. ⑤. 铁 ⑥. ⑦. 增大
(2) ①. 正 ②.
【解析】
【分析】根据图示可知,该装置中Zn转化为,因此Zn极为负极,a为阳离子交换膜,M中为KOH,PbO2为正极,PbO2得电子结合硫酸根离子、氢离子生成PbSO4和水,因此N中为H2SO4,b为阴离子交换膜,R中为K2SO4。右侧装置以石墨和铁为电极,制备高铁酸钾,则Fe做阳极与PbO2电极相连,石墨作阴极与Zn电极相连。
【小问1详解】
①根据图示可知,该装置中Zn转化为,因此Zn极为负极,R区的电解质溶液为K2SO4,N区的电解质溶液为H2SO4,PbO2为正极,PbO2得电子结合硫酸根离子、氢离子生成PbSO4和水,电极反应式为PbO2+2e-++4H+=PbSO4+2H2O。
②PbO2为正极,与电解池的阳极相连,则电解池中与PbO2电极相连的电极材料为铁,铁失电子结合氢氧根离子生成高铁酸根离子,电极反应式为。
③Zn为负极,a为阳离子交换膜,M区的K+会通过阳离子交换膜向PbO2电极移动最终停留在R区,同理N区的会通过阴离子交换膜向Zn电极移动最终停留在R区,故R区的电解质溶液浓度增大。
【小问2详解】
Zn比Cu活泼,Zn为负极,Cu为正极。H2S分步电离,电离方程式分别为H2SH++HS-,HS-H++S2-,Ka1(H2S)=,Ka2(H2S)=,Ka1×Ka2=,c(S2-)==2.275×10-20ml/L,CuS溶度积常数Ksp=c(S2-)×c(Cu2+)=2.275×10-20×5.6×10-17=1.3×10-36。
18. 实验室常利用甲醛法测定某(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH+6HCHO = 4H+ +(CH2)6N4+6H2O,然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤①用电子天平准确称取样品1.5000 g。
步骤②将样品溶解并冷却后,完全转移到250 mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤③移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛,摇匀、静置5min,加入2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定到终点。重复步骤③操作2次。
(1)根据步骤③填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积将______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察______。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由______色变为______色,半分钟内不褪色。
⑤滴定后俯视读数,测得样品中氮的质量分数将______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(2)滴定结果如下表所示:
若NaOH标准溶液的浓度为0.1000 ml·L-1,则该样品中氮的质量分数为______。(保留两位小数)
【答案】 ①. 偏高 ②. 无影响 ③. B ④. 无 ⑤. 浅红 ⑥. 偏低 ⑦. 18.68%
【解析】
【详解】】(1)①碱式滴定管如果没有用标准液润洗,则氢氧化钠溶液的浓度将变小。则消耗氢氧化钠溶液的体积偏大,测定结果偏高;
②锥形瓶只能用蒸馏水润洗,洗涤后水未倒尽不影响待测液的物质的量、也不影响标准溶液的体积,所以答案为:“无影响”;
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察锥形瓶内溶液颜色的变化,答案选B;
④滴定达到终点的判断是当加入最后一滴,溶液有无色变成粉红(或浅红)色,且30s不变色。
⑤滴定后俯视读数,将使标准液的体积偏小,最终使样品中氮的质量分数偏低。
(2)三次实验中消耗的氢氧化钠溶液的体积分别是20.02mL、20.00mL、20.01mL,所以三次的平均值为20.01mL,所以待测溶液中氢离子的物质的量为20.01mL×10-3L/mL×10=0.02001ml,所以NH的物质的量也是0.02001ml。因此该样品中氮的质量分数为18.68%
19. 羰基硫广泛应用在农药制备工业,是一种重要的有机合成中间体。利用和反应可以合成COS,回答下列问题:
(1)由和合成的反应分两步进行,其能量变化如图所示。
①
②
反应的___________。决定COS生成速率的步骤是___________(填“①”或“②”)。
(2)在恒压、CO和的起始浓度一定的条件下,催化反应相同时间,测得各容器中CO的转化率与温度的关系如图所示:
则段曲线变化的原因是_______;能提高平衡转化率的措施有_______ (填序号)。
A.适当升温 B.及时分离COS C.降低投料比 D.选择高效催化剂
(3)在某温度下,向的密闭容器中通入和各,发生反应,,平衡时___________。若保持温度不变,再向容器中加入和,平衡移动的方向为_______(填“正反应方向”“逆反应方向”或“不移动”)。
(4)实验测得该反应的速率方程为,k为速率常数(受温度影响),则化学平衡常数___________(用、表达),平衡后升高温度,增大的倍数___________(填“>”“<”或“=”)增大的倍数。
【答案】(1) ①. ②. ①
(2) ①. 段反应未达到平衡,随着温度的升高,反应速率加快,相同时间内转化量增多,转化率增大 ②. BC
(3) ①. ②. 正反应方向
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,反应可由得到,根据盖斯定律,该反应的;由CO和H2S合成COS的反应分两步进行,根据能量变化图步骤①活化能更大,活化能对反应速率起着决定性的作用,因此定COS生成速率的步骤是①;
【小问2详解】
由图可知,T1∼T2段反应未达到平衡,随着温度的升高,反应速率加快,相同时间内转化量增多,转化率增大。反应为放热反应,升温,平衡逆向移动,CO平衡转化率降低;及时分离COS ,平衡正向移动,CO平衡转化率提高;降低投料比 , CO平衡转化率提高;选择高效催化剂,平衡不移动;故答案为BC。
【小问3详解】
在某温度下,向1L的密闭容器中通入CO和H2S各9ml,初始时,二者物质的量浓度均为9ml·L-1,设变化的COS的浓度为xml·L-1,根据三段式可以得到,解得x=6,故平衡时;若保持温度不变,则K不变K=4,此时各物质的浓度为,则浓度商,平衡移动的方向为正反应方向;
【小问4详解】
根据题意,反应,化学平衡常数,化学平衡时,,故;该反应时放热反应,平衡后升高温度,k正增大的倍数小于k逆增大的倍数。
20. 盐碱地是土壤表层集聚过多盐碱成分,对农作物有害的土地。回答下列问题:
(1)盐碱地(含较多、NaCl)不利于植物生长,盐碱地呈碱性的原因为______(用离子方程式说明);已知25℃时,的,则当溶液中时,溶液的______。
(2)已知:常温下,碳酸的电离平衡常数,。常温下,向100 mL 0.1 ml⋅L 溶液中缓慢滴加100 mL 0.2 ml⋅L盐酸,溶液中各离子的物质的量随加入盐酸的物质的量的变化如图所示(和未画出)。根据图回答下列问题:
①曲线Ⅰ代表的离子是______。
②A、B两点水的电离程度大小为A______B(填“<”“>”或“=”)。
③根据上图,下列有关说法不正确的是______。
a.滴加至B点时,
b.滴加至C点时,
c.滴加至D点时,溶液
④下列事实中,能证明HCN是弱电解质的是______。
a.室温下NaCN溶液的
b.HCN溶液导电能力比盐酸弱
c.10 mL 0.1 ml/L的HCN溶液恰好与10 mL 0.1 ml/L的NaOH溶液完全反应
d.取的HCN溶液,稀释10倍,稀释后
⑤已知HCN电离平衡常数约为,用一个离子方程式说明和结合能力的相对强弱______。
【答案】(1) ①. ②. 10
(2) ①. ②. > ③. c ④. ad ⑤.
【解析】
【分析】n(Na2CO3)=0.1L×0.1ml/L=10mml,n(HCl)=0.1L×0.2ml/L=20mml,先发生Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3,后发生NaHCO3+ HCl=NaCl+CO2↑+H2O,结合图像可知n(Na+)=20mml,且始终不变,n((n )逐渐减小,D表示n(Cl-)逐渐增大,n( )先增大后减小。
【小问1详解】
①Na2CO3为强酸弱碱盐, 水解使溶液呈碱性,方程式为 ;
②当Na2CO3溶液中 时,溶液中,,溶液中,pH=10;
【小问2详解】
①由分上述分析可知,曲线代表的离子为 ;
②A、B两点所在曲线Ⅱ代表 ,A点 浓度大于B点,故A点水的电离程度大于B点;
③a.滴加到B点时,溶液满足电荷守恒: ,a正确;
b.滴加到C点时,溶液中溶质为等物质的量的浓度的NaCl和NaHCO3,根据物料守恒: ,b正确;
加入HCl大于10mml后发生反应NaHCO3+ HCl=NaCl+CO2↑+H2O,滴加到D点时,NaHCO3与HCl恰好反应,因溶解CO2而使溶液显酸性,则溶液PH<7,c错误;
故选c;
④a.室温下NaCN溶液的pH>7,CN-水解使溶液显碱性,能证明HCN为弱酸,a正确;
b.导电能力与溶液中自由移动离子浓度和离子所带电荷数有关,与强弱电解质无关,b错误;
c.一元酸与NaOH1:1反应,与强弱电解质无关,c错误;
d.取pH=3的HCN溶液,稀释10倍,稀释后pH<4,强酸稀释10倍pH增大1,弱酸稀释过程中会继续电离H+,变化量小于1,d正确;
故选ad;
⑤由强酸制弱酸 ,可以说明 结合H+能力大于CN-。
操作
现象
解释或结论
A
向溶液中通入气体
有沉淀生成
酸性
B
向溶液中,先加NaOH溶液调节,再加入足量的KSCN溶液
红褐色沉淀不溶解
在时,结合的能力比强
C
向2 mL 0.1 ml·L NaOH溶液中滴加3滴0.1 ml·L 溶液,再滴加3滴0.1 ml·L 溶液
先出现蓝色沉淀后,后出现红褐色沉淀
D
向溶液中滴加过量KI溶液,充分反应后,取少许混合液滴加溶液
有白色沉淀生成
证明与的反应有一定限度
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
1.02
21.04
2
25.00
2.00
22.00
3
25.00
0.20
20.21
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