21,陕西省西安市西安区县联考2023-2024学年高二上学期1月期末化学试题
展开注意事项:
1.本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
2.回答第Ⅰ卷时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
3.回答第Ⅱ卷时,将答案写在答题卡上。
第I卷(选择题)
本卷共16小题,每小题3分,共48分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合要求的。
1. 已知碘化氢分解吸热,分以下两步完成:2HI(g)→H2(g)+2I•(g);2I•(g)→I2(g),下列图像最符合上述反应历程的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】根据题干描述,碘化氢分解的总反应是吸热的,而第二步是成键过程,一定是放热,故第一步必然吸热;
A.结合图像,第一步吸热,第二步放热,总反应吸热,符合上述分析,故A符合题意;
B.根据图像,总反应是放热反应,不符合上述分析,故B不符合题意;
C.根据图像,第二步吸热,不符合上述分析,故C不符合题意;
D.根据图像,第一步放热,第二步吸热,不符合上述分析,故D不符合题意。
答案选A。
2. 已知氢气在氯气中燃烧的热化学方程式: 。下列说法正确的是您看到的资料都源自我们平台,家威鑫 MXSJ663 低至0.3/份 A. 常温常压下,1个氢气分子和1个氯气分子化合生成2个氯化氢分子,放出184.6kJ的热量
B. 拆开1mlH-H键和1mlCl-Cl键所需能量大于拆开2mlH-Cl键所需能量
C. 相同条件下,0.5ml氢气和0.5ml氯气的能量总和大于1ml氯化氢气体的能量
D. 反应方程式中的各化学计量数扩大两倍,的值不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.热化学方程式中,化学计量数表示物质的量,常温常压下,1ml氢气分子和1ml氯气分子化合生成2ml氯化氢分子,放出184.6kJ的热量,故A错误;
B.正反应放热,拆开1mlH-H键和1mlCl-Cl键所需能量小于拆开2mlH-Cl键所需能量,故B错误;
C.正反应放热,相同条件下,0.5ml氢气和0.5ml氯气的能量总和大于1ml氯化氢气体的能量,故C正确;
D.反应方程式中的各化学计量数扩大两倍,的值扩大两倍,故D错误;
选C。
3. 石墨燃烧过程中的能量变化可用下图表示。下列说法正确的是
A. 石墨的燃烧热为
B. 反应C(s,石墨)在任何温度下均能自发进行
C. 由图可知:
D. 已知C(s,金刚石)=C(s,石墨),则金刚石比石墨稳定
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.燃烧热是101kP时,1ml可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,碳元素的稳定产物:C→CO2(g),据此得石墨的燃烧热为,A错误;
B.由图知:反应I: C (s石墨)+O2(g)→COΔH1=-110.5kJ•ml-1,反应II:C (s石墨)+O2(g)→CO2ΔH2=-393.5kJ•ml-1,根据盖斯定律反应II−反应I得到反应Ⅲ:CO (g)+O2(g)→CO2ΔH3=ΔH1-ΔH2=-283.0kJ•ml-1,根据盖斯定律反应II−2×反应Ⅲ得到反应:反应C(s,石墨),ΔH=ΔH1-2ΔH3=+455.5kJ•ml-1,该反应的△H>0,△S>0,常温下不能自发进行,在高温下能自发进行, B错误;
C.结合选项C可知: ,C正确;
D. 已知C(s,金刚石)=C(s,石墨),则金刚石能量高于石墨,能量越低越稳定,则金刚石不如石墨稳定, D错误;
答案选C。
4. 下列关于热化学反应的描述中正确的是
A. 和反应的中和热,则硫酸与足量氢氧化钡溶液反应放热为
B. 的燃烧热是,则反应的
C. 放热反应比吸热反应容易发生
D. 丙烷燃烧生成水和二氧化碳所放出的热量是丙烷的燃烧热
【答案】B
【解析】
【详解】A.中和热是指生成时放出的热量,硫酸与足量氢氧化钡溶液反应除了生成水外,还生成了硫酸钡,放热大于,A错误;
B.燃烧热是指燃料完全燃烧生成稳定氧化物所放出的热量,,B正确;
C.反应是放热还是吸热主要取决于反应物和生成物所具有的总能量的相对大小,与反应是否加热无关,如放热反应中铝热反应要高温才能进行,氢氧化钡晶体与氯化铵的反应尽管是吸热反应,但常温下搅拌就可进行,C错误;
D.不能确定生成的是气态水还是液态水,D错误;
故选B。
5. 下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A. 用甲装置定量测定H2O2的分解速率
B. 用乙装置验证稀硝酸的还原产物为NO
C. 用丙装置除去NaCl固体中的NH4Cl
D. 用丁装置鉴别NaHCO3溶液和Na2CO3溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.生成的氧气会从长颈漏斗中逸出,无法通过单位时间内生成氧气的体积测定H2O2的分解速率,A错误;
B.先利用稀硝酸与碳酸钙反应生成的二氧化碳排尽装置内空气,然后Cu与稀硝酸反应生成NO,NO不溶于水,试管及集气瓶中均出现无色气体,则可验证稀硝酸的还原产物为NO,B正确;
C.加热固体时不能用蒸发皿,应该用坩埚,C错误;
D.向NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中滴入Ca(OH)2溶液时均有白色沉淀生成,不能用Ca(OH)2溶液鉴别二者,D错误;
故选:B。
6. 在绝热恒容的密闭容器中,进行反应 ,对此反应下列说法正确的是
A. 分离出S,正、逆反应速率均减小
B. 若混合气体的密度保持不变,则已达平衡
C. 达平衡后,再充入一定量的,平衡常数保持不变
D. 从反应开始至平衡,容器内气体的压强保持不变
【答案】B
【解析】
【详解】A.S是固体,分离出S,正、逆反应速率均不变,故A错误;
B.反应有固体S生成,反应前后气体总质量是变量,容器体积不变,密度是变量,若混合气体的密度保持不变,则已达平衡,故B正确;
C.再充入一定量的,平衡逆向移动,容器内温度降低,平衡常数增大,故C错误;
D.反应前后气体系数和不同,从反应开始至平衡,容器内气体的压强是变量,故D错误;
选B。
7. 已知[C(H2O)6]2+呈粉红色,[CCl4]2-呈蓝色。现将CCl2溶于水,加入浓盐酸,溶液由粉红色变为蓝色,存在平衡:[C(H2O)6]2+ +4Cl-[CCl4]2-+6H2O ΔH>0。 下列说法错误的是
A. 当溶液颜色不再变化时,反应达到平衡状态
B. 加水,水的浓度不变,平衡不移动
C. 将上述蓝色溶液置于冰水浴中,溶液变为粉红色
D. 向上述蓝色溶液中加入少量KCl固体,溶液蓝色加深
【答案】B
【解析】
【详解】A.当溶液颜色不再变化时,说明有关离子的浓度不再发生变化,反应达到平衡状态,A正确;
B.加水相当于稀释,平衡逆向移动,溶液由蓝色变为粉红色,水是纯液体,水的浓度不变,B错误;
C.正反应吸热,将上述蓝色溶液置于冰水浴中,温度降低,平衡逆向移动,溶液变为粉红色,C正确;
D.向上述蓝色溶液中加入少量KCl固体,氯离子浓度增大,平衡正向移动,溶液蓝色加深,D正确;
答案选B。
8. 一定条件下,在体积为10L的密闭容器中充入1mlX和1mlY进行反应:2X(g)+Y(g)⇌Z(g),60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3ml。下列说法正确的是
A. X的平衡转化率为50%
B. 若将容器体积变为5L,则Z的平衡浓度大于原来的2倍
C. 若增大压强,则Y的平衡转化率减小
D. 若升高温度,X的体积分数增大,则该反应的ΔH>0
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据反应:2X(g)+Y(g)⇌Z(g),60s后反应达到平衡,生成Z的物质的量为0.3ml,则消耗X的物质的量为0.6ml,则X平衡转化率为0.6ml÷1ml×100%=60%,故A错误,不符合题意;
B.若将容器体积变为5L,体积缩小原来的一半,若平衡不移动,Z的平衡浓度应等于原来的2倍,而反应2X(g)+Y(g)⇌Z(g),两边物质的化学计量数之和,左边大于右边,体积缩小,平衡向化学计量数小的一方移动,则Z的浓度增大,比平衡时的二倍要大,故B正确,符合题意;
C.若增大压强,平衡向正反应方向移动,则Y的平衡转化率增大,故C错误,不符合题意;
D.若升高温度,X的体积分数增大,说明平衡向逆反应方向移动,向吸热的方向移动,逆反应为吸热反应,而正反应为放热反应,则该反应的ΔH<0,故D错误,不符合题意;
故选B。
9. 25℃时Ksp(FeS)=6.3×10-18,Ksp(CuS)=6.3×10-36,Ksp(MnS)=2.5×10-13,常温下三种物质在水中的沉淀溶解平衡线如图所示(X表示Fe、Cu、Mn)。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅰ表示CuS的溶解平衡曲线
B. MnS在a点溶液中的溶度积等于在b点溶液中的溶度积
C. c点与d点溶液中S2-的物质的量浓度相等
D. 向含有XS固体的d点溶液中滴加稀硫酸至过量可使固体逐渐溶解
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据溶度积数值可知曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别是MnS、FeS、CuS的溶解平衡曲线,故A错误;
B.溶度积和温度有关,所以MnS在a点溶液中的溶度积等于在b点溶液中的溶度积,故B正确;
C.c点溶液中S2-物质的量浓度大于d点,故C错误;
D.CuS难溶于稀硫酸,向含有CuS固体的饱和溶液中加稀硫酸不能使固体溶解,故D错误。
答案选B。
10. NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 mlNH4NO3完全溶于稀氨水中,溶液呈中性,溶液中的数目为NA
B. 将Cl2通入FeBr2溶液中,有1 mlBr2生成时,转移的电子数为2NA
C. 7.8 g苯含σ键的数目为0.6NA
D. 有铁粉参加的反应若生成3 mlFe2+,则转移电子数一定为6NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.将1 ml NH4NO3溶于稀氨水中使溶液呈中性,根据电荷守恒可知:n()+n(H+)=n(OH-)+n(),由于溶液显中性,故有n(H+)=n(OH-),则n()=n()=1ml,的数目为NA个,选项A正确;
B.亚铁离子的还原性大于溴离子,Cl2通入FeBr2溶液中先与亚铁离子反应,再与溴离子反应,则1 mlBr2生成时,转移的电子数大于2NA,选项B错误;
C.苯中有6个碳碳σ键和6个碳氢σ键,则1ml苯含有12mlσ键,7.8 g苯为0.1ml,含σ键的数目为1.2NA,选项C错误;
D.有铁粉参加的反应,如Fe+2 Fe3+=3Fe2+,生成3 mlFe2+,则转移电子数为2NA,选项D错误;
答案选A。
11. 下列离子方程式符合题意且正确的是
A. 在NaHCO3溶液中滴加过量的澄清石灰水:Ca2++2OH-+2HCO=CaCO3↓+CO+2H2O
B. 在Mg(OH)2浊液中滴加CuSO4溶液产生蓝色沉淀:Mg(OH)2+Cu2+=Mg2++Cu(OH)2
C. 在FeCl3溶液中通入H2S:2Fe3++3H2S=Fe2S3↓+6H+
D. 磁性氧化铁溶于浓硝酸:Fe3O4+8H+=2Fe3++Fe2++4H2O
【答案】B
【解析】
【详解】A.溶液中主要成分是,向溶液中加入过量的澄清石灰水的离子反应为,描述错误,不符题意;
B.是白色,是蓝色,溶度积小于,可实现沉淀的转化,描述正确,符合题意;
C.在水溶液中,与发生氧化还原反应,正确的离子方程式为,描述错误,不符题意;
D.四氧化三铁在浓硝酸中发生氧化还原反应,产物是Fe(NO)3、NO2和H2O,描述错误,不符题意;
综上,本题选B。
12. 下列说法正确的是
A. 据Ksp(AgCl)=1.77×10-10,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,可推知AgCl溶解度比Ag2CrO4的溶解度大
B. 处理锅炉水垢时常常先用碳酸钠溶液浸泡,再用酸溶解
C. AgCl在10 mL 0.1 ml/LKCl溶液中溶解的质量比在10 mL0.05ml/L的AgNO3溶液中多
D. 0.1ml/L的HCN溶液和0.1ml/L的NaCN溶液等体积混合后pH>7,则有:c(Na+)>c(HCN)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
【答案】B
【解析】
【详解】A.铬酸银与氯化银是不同类型的沉淀,不能根据Ksp判断溶解度的大小,设饱和氯化银溶液c(AgCl)=xml/L,则x·x=1.77×10-10,解得:x≈1.33×10-5,令饱和溶液中c(Ag2CrO4)=yml/L,则(2y)2·y=2×10-12,解得,则Ag2CrO4的溶解度大,A错误;
B.水垢中的硫酸钙在酸中溶解度小,用碳酸钠溶液浸泡后转化为碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成易溶于水的氯化钙溶液,B正确;
C.氯化银固体在溶液中存在沉淀溶解平衡:,当加入Ag+或Cl-会使沉淀溶解平衡逆移,溶解的质量减小,当加入的离子浓度越大,平衡逆向移动的程度越大,AgCl溶解的质量越小,因此AgCl在10 mL 0.1 ml/LKCl溶液中溶解的质量比在10 mL0.05ml/L的AgNO3溶液中少,C错误;
D.混合后溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),说明HCN电离程度小于NaCN水解程度,则c(Na+)<c(HCN),HCN电离和NaCN水解程度都较小,则溶液中存在:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),D错误;
故选B。
13. 下列说法正确的是
A. 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液被电解的过程
B. 电解盐酸、硫酸溶液等,H+放电,溶液的pH逐渐增大
C. 根据得失电子守恒可知电解精炼铜时,阳极减少的质量和阴极增加的质量相等
D. 在船体外嵌入锌块,可以减缓船体的腐蚀,属于牺牲阴极的保护法
【答案】A
【解析】
【详解】A.电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程,故A正确;
B.电解硫酸溶液,在阳极上氢氧根离子放电,阴极上氢离子放电,相当于电解水,溶质不变,溶剂减少,溶液的pH逐渐减小,故B错误;
C.电解精炼铜时,粗铜中不仅含有铜还含有其它金属杂质铁、锌等,电解过程中,阳极上不仅有铜还有其它金属失电子,阴极上只有铜离子得电子,所以阳极减少的质量不一定等于阴极增加的质量,故C错误;
D.在船体上镶嵌锌块,形成锌铁原电池,锌比铁活泼,锌作负极不断被腐蚀,铁做正极则不会被腐蚀,称为牺牲阳极的阴极保护法,故D错误;
故选:A。
14. 一种固定CO2的电化学装置如图,该电化学装置放电时可将CO2转化为Li2CO3和C,充电时选用合适催化剂,只有Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2和O2。
下列说法正确的是
A. 该电池左侧可以用LiCl溶液作电解质溶液
B. 充电时,电极Y发生还原反应
C. 放电进气CO2,充电出气为CO2和O2
D. 放电时正极的反应式为2CO2+O2+4Li++4e-=2Li2CO3
【答案】C
【解析】
【分析】放电时,X极上Li失电子,则X为负极,Y为正极,正极上CO2得电子生成C和Li2CO3,反应式为:3CO2+4Li++4e-═C+2Li2CO3;充电时,阴极上Li+得电子生成Li,阳极上C失电子生成二氧化碳,反应式为:C+2Li2CO3-4e-═3CO2↑+4Li+,据此分析解答。
【详解】A.若该电池左侧用LiCl溶液作电解质溶液,则电极Li会与水发生反应,故A错误;
B.放电时Y为正极,充电时,电极Y为阳极,发生氧化反应,故B错误;
C.放电时,Y为正极,正极上CO2得电子生成C和Li2CO3,反应式为:3CO2+4Li++4e-═C+2Li2CO3,则放电进气为CO2;根据题意,充电时选用合适催化剂,只有Li2CO3发生氧化反应,释放出CO2和O2,故C正确;
D.根据分析可知,放电时正极的反应式为3CO2+4Li++4e-=C+2Li2CO3,故D错误;
答案选C。
15. 下列叙述正确的是
①若25℃时,1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
②某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释10倍后,溶液的pH=b,则a>b
③10mLpH=12的氢氧化钠溶液中加入pH=2的HA至pH刚好等于7,所得溶液体积V(总)≥20mL
④常温下,某溶液中由水电离的c(OH—)=1.0×10—13ml/L,则此溶液一定呈酸性
⑤pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)相等
⑥25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是1:10
A. ①⑤⑥B. ②③⑤C. ①③④D. ②④⑥
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】①盐酸和氢氧化钠都是强电解质,若25℃时,1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7说明二者恰好反应,则酸溶液中的氢离子物质的量与碱溶液中氢氧根离子物质的量相等,即,c(OH-)=0.001ml/L,氢氧化钠溶液的pH=11,故正确;
②醋酸溶液稀释时,溶液氢离子浓度降低,溶液pH增大,则a<b,故错误;
③若HA是弱酸,溶液的pH=7时所得溶液为NaA和HA的混合溶液,混合溶液体积小于20mL,故错误;
④常温下,某溶液中由水电离的c(OH—)=1.0×10—13ml/L说明水的电离受到抑制,该溶液可能为酸溶液呈酸性,也可能为碱溶液呈碱性,故错误;
⑤pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中氢离子浓度相等,都为1.0×10—5ml/L,故正确;
⑥若25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=7说明反应后溶液呈中性,酸碱恰好完全反应,由碱溶液中c(OH—)=0.1ml/L,酸溶液中c(H+)=0.01ml/L可知,强碱溶液与强酸溶液的体积比为1:10,故正确;
①⑤⑥正确,故选A。
16. 银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理为Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag。其工作示意图如图所示。下列说法不正确的是
A. Zn电极是负极,K+向Ag2O电极迁移
B. Ag2O电极发生还原反应
C. Zn电极的电极反应式为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2
D. 放电前后电解质溶液的pH保持不变
【答案】D
【解析】
【分析】从电池总反应Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag来看,Zn由0价升高到+2价,Ag2O中的Ag由+1价降为0价,所以Zn电极为负极,Ag2O电极为正极。
【详解】A.活泼金属Zn为负极,Ag2O为正极,K+向Ag2O电极迁移,选项A正确;
B.Ag2O电极为正极,正极上得到电子,发生还原反应,选项B正确;
C.Zn负极,电极反应式为:Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,选项C正确;
D.电极总反应式为:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,放电后水消耗了,氢氧化钾的浓度增大,电解质溶液的pH增大,选项D错误;
答案选D。
第II卷(非选择题)
本卷均为必考题,共52分。请考生将答案写在答题卡相应位置。
17. 碳及其化合物在生产、生活中广泛存在。请回答下列问题:
已知甲烷隔绝空气在不同温度下有可能发生如下两个裂解反应:
①
②
某同学为了得到用天然气制取炭黑的允许温度范围和最佳温度,在图书馆查到如下热力学数据:
(1)反应①属于___________(填“高温”或“低温”)自发反应。反应①自发进行是由___________(填“焓变”或“熵变”)决定的。
(2)已知:① 平衡常数K1
② 平衡常数K2
③ 平衡常数K3
写出K1表达式K1=___________;K1、K2、K3之间的关系是K3=___________;下列措施中能加快反应③速率,且增大H2产率的是___________。
A.向体系中加入碳 B.恒容充入惰性气体 C.恒压充入惰性气体 D.充入水蒸气
(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气2L密闭容器中,发生如下反应。该反应平衡常数随温度的变化如表所示:该反应的正反应方向是___________反应(填“吸热”或“放热”)。
(4)若在500℃时进行,设起始时CO和H2O起始浓度均为0.02ml/L,在该条件下,CO的平衡转化率为___________。
(5)保持温度500℃不变,某一体积为1L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2ml,则此时反应移动___________(填“正向”、“逆向”或“不”),理由是:___________。
【答案】(1) ①. 高温 ②. 熵变
(2) ①. ②. ③. D
(3)放热 (4)75%
(5) ①. 正向 ②. Q=1<K,平衡向正向移动
【解析】
【分析】
【小问1详解】
由于用天然气制取炭黑的反应是一个吸热、熵增的反应,只有在高温下才会有ΔH-TΔS<0,反应正向自发进行,所以反应①在高温时能自发进行。因为反应①吸热,不利于反应的自发进行;而熵增有利于反应的自发进行,所以反应①能否自发进行由熵变决定;故答案为高温;熵变;
【小问2详解】
已知:①C(s)+CO2(g)2CO(g) ΔH1=akJ/ml 平衡常数K1
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g) ΔH2=bkJ/ml 平衡常数K2
③C(s)+H2O(g)H2(g)+CO(g) ΔH3平衡常数K3
由平衡常数表达式定义可得K1=,K2=,K3=,所以K3=K1·K2;
A.向体系中加入碳,碳为固体,反应物的浓度不变,化学反应速率不变,平衡也不移动,选项A不符合;
B.恒容充入惰性气体,反应物的浓度不变,反应速率不变,平衡不移动,H2产率不变,选项B不符合;
C.恒压充入惰性气体,反应物的浓度减小,化学反应速率减小,平衡逆向移动,H2产率减小,选项C不符合;
D.充入水蒸气,反应物的浓度增大,化学反应速率增大,平衡正向移动,H2产率增大,选项D符合;
答案选D;
【小问3详解】
由表中数据可知,随着温度的升高,平衡常数减小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,说明正反应为放热反应;
【小问4详解】
已知在500℃时进行,起始时CO和H2O起始浓度均为0.02ml/L,设转化的CO浓度为x ml/L,列三段式为:
由表中数据知500℃时平衡常数为9,则有=9,解得x=0.015,则CO的平衡转化率=×100%=75%;
【小问5详解】
保持温度500℃不变,某一体积为1L的密闭容器中加入该反应中四种物质各2ml,则此时反应的浓度熵Qc=1,小于500℃时反应的平衡常数,因此该反应应向正反应方向移动。
18. Ⅰ.以下是生产、生活中常见的物质。①冰醋酸;②;③NaOH;④盐酸溶液;⑤;⑥;⑦石墨;⑧酒精;⑨;⑩
(1)属于强电解质的有___________,属于非电解质的有___________,能导电的物质有___________。(用序号填空)
(2)写出⑥在水溶液中的电离方程式:___________
Ⅱ.在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:,其化学平衡常数K和温度T的关系如表:
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是___________。(填字母)
A. 容器内、、CO、物质的量浓度之比为1∶1∶1∶1
B. 混合气体密度不变
C.
D. 和CO的物质的量之比保持不变
(4)下列措施可以提高的平衡转化率的是___________(填字母)。
A. 选择适当的催化剂B. 增大压强C. 及时分离出(g)D. 升高温度
Ⅲ.工业合成氨是人类科学技术一项重大突破,反应的化学方程式为。某科研小组研究发现:在其他条件不变的情况下,不同温度时,固定氮气的投入量,起始氢气的物质的量与平衡时氨气的百分含量关系如图:
(5)回答下列问题
①a、b、c三点所处的平衡状态中,反应物的转化率最高的是:___________
②合成氨工业中,为提高氨气的平衡产率,除适当控制反应的温度和压强外,还可采取的措施是___________。
【答案】(1) ①. ②③⑥⑩ ②. ⑧⑨ ③. ④⑦
(2)NaHSO4=Na++H++SO (3)CD (4)CD
(5) ①. c ②. 及时分离出氨气
【解析】
【小问1详解】
强电解质类别有强酸、强碱、大多数的盐和金属氧化物,故强电解质有②③⑥⑩;电解质的类别是酸、碱、盐、金属氧化物和水,其它化合物为非电解质,故非电解质有⑧⑨;盐酸溶液中的电解质氯化氢在水中发生电离生成自由移动的离子,可以导电,石墨能导电的原因是因为含有自由移动的电子,故能导电的物质有④⑦;
【小问2详解】
硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在溶液中完全电离,其电离方程式:NaHSO4=Na++H++SO;
【小问3详解】
A.容器内和的比例与起始投放量有关,与平衡无关,A错误;
B.体积固定,容器内气体的质量又保持不变,故气体的密度始终不变,不能说明平衡,B错误;
C.因为,所以当时则有,能说明平衡,C正确;
D.氢气为反应物,CO为生成物,故和CO的物质的量之比保持不变说明反应达到了平衡,D正确;
故选CD。
【小问4详解】
A.催化剂不能改变平衡转化率,A错误;
B.反应前后气体的系数之和相同,故增大压强平衡平衡不发生移动,B错误;
C.及时分离出(g),生成物的浓度降低,根据勒夏特列原理平衡正向移动,氢气的平衡转化率增大,C正确;
D.由表格数据可看出,温度升高K增大,说明该反应为吸热反应,升高温度,平衡正向移动,氢气的平衡转化率增大,D正确;
故选CD。
【小问5详解】
在氮气的量保持不变的情况下,增加氢气的量将会促进氮气的转化率,故氢气的量越多,则氮气的转化率越大,故c点氮气的转化率最大;
为提高氨气的平衡产率,可通过及时分离出氨气降低氨气的浓度,使平衡正向移动。
19. 北京市场销售的某种食用精制盐包装袋上有如下说明:
(1)碘酸钾与碘化钾在酸性条件下发生如下反应,配平化学方程式_______(将化学计量数填于空白处)
_______KIO3+_______KI+_______H2SO4=_______K2SO4+_______I2+_______H2O
(2)上述反应生成的I2可用四氯化碳检验。向碘的四氯化碳溶液中加入Na2SO3稀溶液,将I2还原,以回收四氯化碳。已知Na2SO3稀溶液与I2反应后溶液显酸性,写出该反应的离子方程式_______。
(3)已知:I2+2S2O=2I-+S4O。某学生测定食用精制盐的碘含量,其步骤为:
a. 准确称取wg食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
b.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
c.以淀粉为指示剂,逐滴加入物质的量浓度为2.0×10-3ml·L-1的Na2S2O3溶液10.0mL,恰好反应完全。
①判断c中反应恰好完全依据的现象是_______。
②b中反应所产生的I2的物质的量是_______ml。
③根据以上实验和包装袋说明,所测精制盐的碘含量是(以含w的代数式表示)_______mg/kg。
【答案】(1) ①. 1 ②. 5 ③. 3 ④. 3 ⑤. 3 ⑥. 3
(2)I2+SO+H2O=2I-+SO+2H+
(3) ①. 溶液由蓝色恰好变为无色 ②. 1.0×10-5 ③.
【解析】
【小问1详解】
该反应中,KIO3中I元素化合价由+5价变为0价、KI中I元素化合价由-1价变为0价,转移电子总数为5,再结合原子守恒配平方程式为KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O,故答案为:1;5;3;3;3;3;
【小问2详解】
I2具有氧化性,能将SO氧化为SO,自身被还原为I-,离子方程式为I2+SO+H2O=2I-+SO+2H+,故答案为:I2+SO+H2O=2I-+SO+2H+;
【小问3详解】
①碘遇淀粉试液变蓝色,如果碘完全反应,则溶液会由蓝色转化为无色,所以当溶液由蓝色转化为无色时说明反应完全,故答案为:溶液由蓝色恰好变为无色;
②设碘的物质的量为x,根据I2+2S2O=2I-+S4O,可得1ml:2ml=x:(2.0×10-3ml•L-1×0.010L),x= =1.0×10-5ml,故答案为:1.0×10-5;
③根据KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O得n(I2)=(KIO3)= ×10-5ml,碘酸钾中碘的质量=×10-5ml×127g/ml=0.42mg,设每kg食盐中碘的质量为y,则y:1000g=0.42mg:wg,y= =mg。
20. 某课外研究小组实验验证“”为可逆反应并测定其平衡常数。
(1)实验验证
该小组同学采用如图所示电化学装置验证该反应为可逆反应。
①试剂a为___________。
②组装好该装置后,闭合K,当灵敏电流计G指针不动时,向右池加入较浓溶液,指针偏转;再向左池加入较浓试剂a,___________,则证明该反应为可逆反应。
③上述操作中向右池加入较浓溶液后,石墨电极发生的电极反应为___________,此时,由琼脂和饱和KCl溶液构成的盐桥中向___________烧杯迁移(填“左”或“右”)。
(2)测定平衡常数
室温下,该小组同学配制0.0400溶液、0.0100溶液,将两溶液等体积混合,充分振荡,静置,产生灰黑色沉淀,溶液呈黄色。取VmL上层清液,用KSCN标准溶液滴定,至体系呈浅红色时达到滴定终点,消耗KSCN标准溶液mL。
资料:(白色),
(红色),
④室温下,反应“”达到平衡,该反应的平衡常数表达式为___________。
⑤配制溶液时需向其中加入少量,目的是___________,滴定时,VmL上层清液应盛装在___________(填写玻璃仪器名称)。
⑥滴定过程中的作用是___________,根据以上实验数据,上层清液中的物质的量浓度为___________(用“c、v、”表示)。
【答案】(1) ①. AgNO3 ②. 灵敏电流计指针反向偏转 ③. Fe3++e-= Fe2+ ④. 左
(2) ①. ②. 抑制Fe2+水解 ③. 锥形瓶 ④. 做指示剂 ⑤.
【解析】
【分析】该实验的实验目的是利用原电池原理探究银离子与亚铁离子的反应为可逆反应,用滴定法测定反应的平衡常数。
【小问1详解】
①由方程式可知,试剂a为可溶性的银盐硝酸银,故答案为:AgNO3;
②用原电池原理探究银离子与亚铁离子的反应为可逆反应的操作为组装好该装置后,闭合K,当灵敏电流计G指针不动时,向右池加入较浓硫酸铁溶液,指针偏转说明增大铁离子浓度,平衡向逆反应方向移动,石墨电极为原电池的正极、银电极为负极;再向左池加入较浓的硝酸银溶液,灵敏电流计指针反向偏转说明增大银离子浓度,平衡向正反应方向移动,石墨电极为原电池的负极、银电极为正极,灵敏电流计指针偏转方向不同证明该反应为可逆反应,故答案为:灵敏电流计指针反向偏转;
③上述操作中向右池加入较浓硫酸铁溶液时,银电极为负极,石墨电极为原电池的正极,铁离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe3++e—= Fe2+,则盐桥中的氯离子向左烧杯迁移,故答案为:Fe3++e—= Fe2+;左;
【小问2详解】
④由方程式可知,反应的平衡常数表达式为K=,故答案为:;
⑤硫酸亚铁是强酸弱碱盐,在溶液中易发生水解反应使溶液呈酸性,所以配制硫酸亚铁溶液时需向其中加入少量稀硫酸抑制亚铁离子水解;由题意可知,上层清液应盛装在锥形瓶中,硫氰化钾标准溶液盛装在碱式滴定管中,故答案为:抑制Fe2+水解;锥形瓶;
⑥由反应的平衡常数可知,滴定过程中铁离子做滴定的指示剂,用于确定滴定是否达到滴定终点;滴定v1mLcml/L硫氰化钾标准溶液,由方程式可知,清液中银离子浓度为ml/L,故答案为:做指示剂;。温度/℃
400
500
800
平衡常数/K
9.94
9
1
T/℃
700
800
830
1000
1200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
产品标准
GB5461
产品等级
一级
配 料
食盐、碘酸钾、抗结剂
碘含量(以I计)
20~50mg/kg
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