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【化学】浙江省宁波市余姚中学2018-2019学年高二上学期期中考试(解析版)
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浙江省宁波市余姚中学2018-2019学年高二上学期期中考试
本试卷分为选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl:35.5
选择题部分
一、选择题(本题包括25小题,每小题2分,共50分。每小题只有一个正确选项,不选、多选、错选均不得分)
1.下列仪器属于碱式滴定管的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.是酸式滴定管,故A错误;
B.是碱式滴定管,故B正确;
C.是长颈漏斗,故C错误;
D.是冷凝管,故D错误。
故选B。
2.下列属于非电解质的是
A. 铜 B. 硝酸钾 C. 氢氧化钠 D. 蔗糖
【答案】D
【解析】
A.金属铜是单质不是化合物,所以既不是电解质也不是非电解质,故A错误;B.硝酸钾溶液或熔融状态的硝酸钾含有自由移动的离子所以能导电,故硝酸钾是电解质,故B错误;C.氢氧化钠是化合物,水溶液中或熔融状态下电离出离子导电,所以氢氧化钠是电解质,故C错误;D.蔗糖在水溶液里或熔融状态下以分子存在导致不导电,所以蔗糖是非电解质,故D正确;故选D。
3.下列能源中属于新能源的是
A. 煤炭 B. 石油 C. 天然气 D. 生物质能
【答案】D
【解析】
【详解】新能源是指在新技术的基础上系统开发利用的能源,如太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能、氢能等,与传统能源相比,新能源普遍具有污染小、储量大、分布广的特点。
故选D。
4.下列物质的水溶液因水解而呈碱性的是
A. NaCl B. NH4Cl C. Na2CO3 D. NaOH
【答案】C
【解析】
A.NaCl在溶液中不水解,其溶液为中性,故A错误;B.NH4Cl为强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解,溶液呈酸性,故B错误;C.Na2CO3为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解,溶液呈碱性,满足条件,故C正确;D.NaOH为强碱溶液,不满足条件,故D错误;故选C。
点睛:明确盐的水解原理为解答关键,注意掌握盐的类型及溶液性质。盐的水溶液因水解而呈碱性,说明该盐属于强碱弱酸盐。
5.25℃时,下列溶液中水的电离程度最小的是
A. pH = 2 的CH3COOH溶液 B. 0.01 mol/L Na2CO3溶液
C. 0. 1 mol/L盐酸 D. pH =10氨水
【答案】A
【解析】
试题分析:A.pH =" 2" 的CH3COOH溶液,c(H+)=10-2mol/L,对水的电离平衡其抑制作用,水的电离程度减小;则根据水的离子积常数Kw=10-14可知水电离产生的氢离子的浓度是c(H+)=10-12mol/L;B.Na2CO3是强碱弱酸盐,CO32-水解消耗水电离产生的氢离子,因此会促进水的电离平衡正向移动,水电离程度增大;C.0.001 mol/L盐酸,c(H+)=10-3mol/L, 对水的电离平衡其抑制作用,水的电离程度减小;则根据水的离子积常数Kw=10-14可知水电离产生的氢离子的浓度是c(H+)=10-11mol/L;D.pH =10氨水,c(H+)=10-10mol/L。溶液中的氢离子就是水电离产生,水电离产生的氢离子的浓度越小,电解质水电离程度就越小。所以上述溶液中水电离程度最小的是A。
考点:考查水电离程度大小比较的知识。
6.在2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是
A. vA=0.5 mol·L-1·s-1 B. vB=0.3 mol·L-1·s-1
C. vC=0.8 mol·L-1·s-1 D. vD=1.0 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
【详解】A. vA/2=0.25 mol·L-1·s-1;
B. vB/1=0.3 mol·L-1·s-1;
C. vC/3=0.267 mol·L-1·s-1;
D. vD/4=0.25 mol·L-1·s-1。
故选B。
【点睛】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
7.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小
B. 加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C. 含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入CuO使Fe3+产生Fe(OH)3沉淀
D. 增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3
【答案】B
【解析】
【详解】A. 光照新制的氯水时,溶液中氯气和水的反应为可逆反应,生成的HClO见光分解生成HCl,促进平衡向正方向移动,溶液酸性增强,可用勒夏特列原理来解释,故A不选;
B. 催化剂对平衡移动没有影响,故B选;
C. Fe3++3H2OFe(OH3+3H+,加入CuO中和H+,促使平衡右移,可以产生Fe(OH)3沉淀,故C不选;
D. 2SO2+O2 2SO3为可逆反应,增大压强平衡向正反应方向移动,可用勒夏特列原理来解释,故D不选。
故选B。
8.下列说法中正确的是
A. 凡是放热反应都是能自发进行的反应,而吸热反应都是非自发的反应
B. 自发反应一定是熵增加的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C. 熵增加且放热的反应一定是自发反应
D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
【答案】C
【解析】
【详解】A. △H< 0,△S< 0的反应在高温下是非自发进行的反应,△H> 0,△S> 0高温下是自发进行的反应,故A错误;
B. △H - T△S < 0的反应是自发进行的反应,△H< 0,△S < 0的反应在低温下是自发进行的反应,△H- T△S> 0的反应是非自发进行的反应,△H> 0,△S> 0低温下可以是非自发进行的反应,故B错误;
C. 熵增加△S> 0,且放热△H< 0,反应 △H- T△S<0一定是自发反应,故C正确;
D. 反应是否自发进行,由熵变,焓变,温度共同决定,非自发反应在改变条件下可以发生,故D错误。
故选C。
9.下列说法正确的是
A. 将AlCl3溶液加热蒸干得到纯净的氯化铝晶体
B. 强电解质都易溶于水,所以BaSO4是弱电解质
C. 强酸溶液一定比弱酸溶液导电性强
D. 电解质溶液的导电过程会发生化学变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热条件下,AlCl3易水解,可生成氢氧化铝,如灼烧,生成氧化铝,故A错误;
B.电解质强弱取决于电离程度,与溶解性无关,硫酸钡熔融状态下能够完全电离,属于强电解质,故B错误;
C.导电性与溶液中离子浓度大小以及离子所带电荷数有关,与电解质强弱无关,故C错误;
D. 电解质溶液的导电过程会发生化学变化,故D正确。
故选D。
【点睛】电解质强弱取决于电离程度,与溶解性无关;溶液的导电性与自由移动离子浓度大小以及离子所带电荷数有关,与电解质强弱无关。
10.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g),C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是
A. ΔH<0 ΔS>0 B. ΔH>0 ΔS<0
C. ΔH>0 ΔS>0 D. ΔH<0 ΔS<0
【答案】A
【解析】
试题分析:由曲线图可知,增大压强,C%减少,即增大压强平衡向逆反应方向移动,所以逆反应为气体体积减小的反应,即m+n
考点:平衡图像分析
11.可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH,同时符合下列两图中各曲线规律的是
A. a+b>c+d T1>T2 ΔH>0
B. a+b>c+d T1
C. a+bT2 ΔH>0
D. a+b
【答案】B
【解析】
试题分析:由左图可知T1<T2 ,升高温度生成物浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应放热,△H<0;由右图可知增大压强,正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,则a+b>c+d,故选B。
考点:考查了温度、压强对平衡移动的影响的相关知识。
12.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 已知P(白磷,s)=P(红磷,s)△H<0,则白磷比红磷稳定
B. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -483.6kJ•mol-1,则氢气的标准燃烧热为241.8kJ•mol-1
C. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H=a kJ•mol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=b kJ•mol-1,则a>b
D. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出大于57.3 kJ的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A. P(白磷,s)=P(红磷,s)△H<0,反应是放热反应,能量越低越稳定,所以白磷不如红磷稳定,故A错误;
B.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气燃烧应生成液态水,由热化学方程式可知,氢气的燃烧热为<-241.8kJ•mol-1,故B错误;
C.碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量,焓变是负值,即a D.中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,浓硫酸稀释时要放出热量,故放出热量大于57.3 kJ的热量,故D正确。
故选D。
【点睛】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。
(2)中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量。
13.在恒温恒容的容器中进行反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若氮气浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需2 s,那么由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1需要的反应时间为
A. 等于1.8 s B. 等于1.2 s C. 大于1.8 s D. 小于1.8 s
【答案】C
【解析】
【详解】氮气浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需2 s,v=△c/△t=0.02 mol/( L·s),氮气浓度由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1,若反应速率不变,则所需时间为(0.036/0.04) ×2=1.8 s,但随着浓度的减小,反应速率逐渐减小,故所需时间大于1.8 s,故选C。
14.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和醋酸溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是
A. 生铁块中的碳是原电池的正极
B. 红墨水水柱两边的液面变为左低右高
C. 两试管中相同的电极反应式是Fe-2e- = Fe2+
D. a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.生铁中含有铁和碳,铁、碳和电解质溶液构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,碳作正极,故A正确;
B.左边试管中是中性溶液,发生吸氧腐蚀,右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀,所以左边试管内气体的氧气减小,右边试管内气体的压强不大,导致U型管内红墨水左高右低,故B错误;
C.生铁中含有铁和碳,铁、碳和电解质溶液构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应:Fe- 2e- = Fe2+,两试管中负极电极反应相同,故C正确;
D. 左边试管中是中性溶液,发生吸氧腐蚀,右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀,故D正确。
故选B。
15.反应X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是
A. 减小容器体积,平衡向右移动 B. 加入催化剂,Z的平衡产率增大
C. 增大c(X),X的转化率增大 D. 降低温度,Y的平衡转化率增大
【答案】D
【解析】
试题分析:A. 反应前后体积不变,减小容器体积,压强增大,平衡不移动,A错误;B. 加入催化剂,平衡不移动,Z的产率不变,B错误;C. 增大c(X),X的转化率减小,C错误;D. 正反应放热,降低温度,平衡显正反应方向进行,Y的转化率增大,D正确,答案选D。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响
16.如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是
A. K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-→H2↑
B. K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C. K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
D. K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体
【答案】B
【解析】
A、K1闭合构成原电池,铁是活泼的金属,铁棒是负极,铁失去电子,铁棒上发生的反应为Fe+2e-=Fe2+,A不正确;B、K1闭合构成原电池,铁棒是负极,铁失去电子,石墨棒是正极,溶液中的氧气得到电子转化为OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O=40H-,石墨棒周围溶液pH逐渐升高,B正确;C、K2闭合构成电解池,铁棒与电源的负极相连,作阴极,溶液的氢离子放电产生氢气,铁不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C不正确;D、K2闭合构成电解池,铁棒与电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电生成氢气。石墨棒是阳极,溶液中的氯离子放电生成氯气,电极反应式分别为2H++2e-=H2↑、2Cl--2e-=Cl2↑,电路中通过0.002NA个电子时,两极均产生0.001mol气体,共计是0.002mol气体,D不正确,答案选B。
点晴:本题通过电解饱和氯化钠溶液为载体,重点考查原电池和电解池的判断,金属的腐蚀与防护以及电极产物判断和计算,意在考查学生分析问题、解决问题的能力。熟练掌握电化学原理,准确判断正、负极以及阴、阳极,明确两极的电极反应及电池反应是解题的关键。该类试题的难点在于是电极反应式的书写和有关计算。
17.常温下,关于pH相等的盐酸和醋酸溶液(两溶液的OH-浓度也相等),下列说法正确的是( )
A. c(HCl)>c(CH3COOH)
B. c(Cl-)=c(CH3COO-)
C. 等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,盐酸产生的H2多
D. 用相同浓度的NaOH溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,盐酸消耗的NaOH溶液体积多
【答案】B
【解析】
A.醋酸为弱电解质,在溶液中部分电离,pH相等时,醋酸浓度较大,即c(HCl)<c(CH3COOH),故A错误;B.溶液的pH相等,则两溶液中的氢离子、氢氧根离子浓度相等,根据电荷守恒可知c(Cl-)=c(CH3COO-),故B正确;C.等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,由于醋酸的浓度较大,则醋酸产生的H2多,故C错误;D.同浓度的NaOH溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,由于醋酸的浓度大于盐酸,则醋酸消耗的NaOH溶液体积多,故D错误;故选B。
点睛:明确弱电解质的电离特点为解答关键。注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,醋酸为弱电解质,氯化氢是强电解质,pH相等时,醋酸浓度较大;物质的量浓度相等时,盐酸的pH较小,酸性较强。本题的易错点为CD。
18.已知化学反应A2(g)+ B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是
A. 每生成2分子AB吸收bkJ热量
B. 断裂1molA-A和1molB-B键,放出akJ能量
C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 该反应热△H=+(a-b)kJ/mol
【答案】D
【解析】
试题分析:A.依据图象分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB吸收(a-b) kJ的热量,A项错误;B.断裂1 mol A-A和1 mol B-B键,吸收a kJ能量,B项错误;C.依据能量图象分析可知反应物能量低于生成物能量,C项错误;D.反应热△H=反应物能量总和-生成物能量总和,所以反应热△H=+(a-b)kJ•mol-1,D项正确;答案选D。
考点:考查化学反应中的能量变化,化学图像的分析与判断。
19.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能够大量共存的是
A. pH等于13的溶液中:Ca2+,Na+,SO42-,HCO3-
B. c(H+)/c(OH-)=1012的溶液中:Fe2+,Cu2+,NO3-,Cl-
C. 无色透明溶液中: Al3+,K+,HCO3-,SO42-
D. 使pH显红色的溶液中:NH4+,Cu2+,NO3-,Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A. pH等于13的溶液是碱性溶液,HCO3-与OH-不能大量共存,故A错误;
B. c(H+)/c(OH-)=1012的溶液为酸性溶液,NO3-与H+在一起相当于是硝酸,具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,故B错误;
C. Al3+与HCO3-发生双水解反应,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,故C错误;
D. pH显红色的溶液是酸性溶液,所有离子可以大量共存,故D正确。
故选D。
【点睛】能够发生反应的离子就不能共存,不能发生反应的离子才可以共存。
1、在溶液中某些离子间能互相反应生成难溶性物质时,这些离子就不能大量共存。
2、离子间能结合生成难电离物质时,则这些离子不能大量共存。
3、离子间能结合生成挥发性物质时,则这些离子不能大量共存。
4、离子之间能发生氧化还原反应时,则这些离子不能大量共存。
5、还应注意题目是否给出溶液的酸碱性,是否给定溶液是无色的。
20.在体积恒定的密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点的反应速率:A>C
B. A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C. 由状态B到状态A,可以用加热的方法
D. A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
【答案】C
【解析】
【详解】A. 由图象可知,A. C两点都在等温线上,C的圧强大,则A. C两点的反应速率A< C,故A错误;
B. 由图像可知,A、C两点都在等温线上,C的压强大,与A相比C点平衡向逆反应进行,向逆反应进行是由于減小体积增大压强,平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势,但达到平衡仍比原平衡浓度大,平衡时NO2浓度比A的浓度高,NO2为红棕色气体,则A、C两点气体的颜色:A浅,C深,故B错误;
C.升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大,由图像可知,A点NO2体积分数大,则T1
D. 由图像可知,A、C两点都在等温线上,C的压强大,增大压强,化学平衡逆向移动,C点时气体的物质的量小,混合气体的总质量不变,则平均相对分子质量大,即平均相对分子质量:A>C,故D错误。
故选C。
21.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。其总反应方程式为: xLi + Li1-xMn2O4 LiMn2O4下列叙述错误的是
A. a为电池的正极
B. 放电时,溶液中Li+从b向a迁移
C. 充电时,外接电源的负极与b相连
D. 可用Na2SO4溶液代替Li2SO4溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图知,放电时,b电极上Li失电子生成Li+,所以b电极是负极,则a电极是正极,故A正确;
B. a电极是正极,b电极是负极,放电时电解质溶液中阳离子向正极移动,所以溶液中Li+从b向a迁移,故B正确;
C. 充电时,b是阴极,外接电源的负极相连,故C正确;
D. 如果用Na2SO4溶液代替Li2SO4溶液,正极是氢离子得电子产生氢气,故D错误。
故选D。
【点睛】放电时作为原电池,失电子的是负极,得电子的是正极,溶液中阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动,充电时作为电解池。与外接电源的负极相连的是阴极,与外接电源的正极相连的是阳极。
22.以反应5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ = 10CO2↑ + 2Mn2+ + 8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4
温度/oC
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
下列说法不正确的是
A. 实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量
B. 实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,则这段时间内平均反应速v(KMnO4)= 2.5×10 -4 mol·L-1·s-1
C. 实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D. 实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn2+对反应起催化作用
【答案】B
【解析】
A. 要通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢,则实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量,A正确;B. 不能确定40 s内高锰酸钾溶液浓度的变化量,因此不能计算这段时间内平均反应速率,B错误;C. 探究温度对化学反应速率影响,必须满足除了温度不同,其他条件完全相同,所以满足此条件的实验编号是:②和③;探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是①和②,C正确;D. 实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn 2+对反应起催化作用,D正确,答案选B。
点睛:本题考查了探究温度、浓度对反应速率的影响,注意掌握温度、浓度、压强等对反应速率的影响变化规律。另外需要注意控制变量法的应用,影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力,因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时,要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律。然后再确定另一个变量,重新进行相关分析。
23.加热N2O5,依次发生分解反应:①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)、②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在体积为2 L的恒容密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到T ℃时反应达到平衡状态,此时O2和N2O3的物质的量分别为9 mol、3.4 mol,则T ℃时反应①的平衡常数为
A. 10.7 B. 8.5 C. 9.6 D. 10.2
【答案】B
【解析】
【详解】设分解的N2O5的物质的量为x,反应过程中共生成N2O5(x+3.4)mol,在①反应中N2O5分解了(x+3.4)mol,同时生成O2(x+3.4)mol,在②反应中生成氧气xmol,则(x+3.4)+x=9,
求得x=2.8,所以平衡后N2O5、N2O3、O2浓度依次为c(N2O5)=0.9mol/L,c(N2O3)=1.7mol/L,c(O2)=4.5 mol/L,反应①的平衡常数为K=1.7×4.5/0.9=8.5。
故选B。
24.某实验小组在一个恒压密闭容器中加入CH3OH和CO气体,发生反应CH3OH(g) + CO(g) CH3COOH(l)。已知在某温度下,达到平衡时,CH3OH(g)、CO(g)、CH3COOH(l)的物质的量分别为0.08mol、0.10mol、0.12mol,且容器的体积刚好为2L。往上述已达到平衡的恒压容器中,再在瞬间通入0.12mol CH3OH和0.06molCO混合气体,平衡的移动方向为
A. 正向 B. 逆向 C. 不移动 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】原平衡体系中,气体总的物质的量为0.08mol+0.10mol=0.18mol,体积为2L,再在瞬间通入0.12mol CH3OH和0.06molCO混合气体,已达到平衡的恒压容器中,充入气体总的物质的量为0.18mol,原平衡相等,故体积变为原来的2倍,此时甲醇的物质的量为0.2mol,CO的物质的量为0.16mol,则Qc=1/(0.2/4) ×(0.16/4)=500=K,故平衡不移动。
故选C。
25.常温下 0.1mol/L的H2A溶液中H2A、HA-、A2-三者中所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。下列表述不正确的是
A. HA-H+ + A2- K=10-4.2
B. 在 0.1mol/L NaHA 溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
C. 已知25℃时HF的Ka=10-3.45,将少量H2A的溶液加入足量NaF溶液中,发生的反应为:H2A+F﹣═ HF+HA﹣
D. 将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液pH恰好为4.2
【答案】A
【解析】
【详解】A. H2A部分电离,分步电离,以第一步电离为主,则电离方程式为H2A H++ HA﹣,故A错误;
B.PH=4.2时,HA﹣与A2-浓度相等,溶液呈酸性,说明HA﹣电离程度大于HA﹣水解程度,则在0.1mol/L NaHA 溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+),因还存在水的电离,则c(H+)>c(A2-)>c(OH-),所以各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故B正确;
C. 已知25℃时HF的Ka=10-3.45,由以上信息可知,K1= c(H+)×c(HA-)/c(H2A)=10-1.2,K2= c(H+)×c(A2-)/c(HA-)=10-4.2,则酸性H2A>HF>HA-,则将少量H2A的溶液加入足量的NaF溶液中,发生的反应为:H2A+F﹣═ HF+HA﹣,故C正确;
D. 将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,HA﹣与A2-浓度相等,K2=c(H+)×c(A2-)/c(HA-)=10-4.2,则c(H+)=10-4.2mol/L,pH为4.2,故D正确。
故选A。
非选择题部分
26.(1)某温度时,在2 L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由此分析,该反应的化学方程_____________________________________;从反应开始至2 min,Z的反应速率为_____ mol·L-1·min-1。
(2)若上述反应的△H<0,下列有关该反应速率的叙述,正确的是_________。
A.升高温度和增大压强均可以增大活化分子百分数,加快反应速率
B.使用催化剂可以使反应的活化能降低,加快反应速率
C.活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞
D.降低温度,v正、v逆均减小且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数
(3)在一密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。 t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是:
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氦气
t1时刻________;t3时刻________;t4时刻________(填字母)。
【答案】 (1). Z+3Y2X (2). 0.025 (3). BD (4). C (5). E (6). B
【解析】
【分析】
(1)由图像可知,反应中Z,Y的物质的量减小,X的物质的量增大,则Z,Y为反应物,X为生成物。
(2)A. 升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率;活化分子能量高,压强不能提高能量;
B. 使用催化剂可以使反应的活化能降低,加快反应速率;
C. 活化分子间所发生的碰撞不一定都是有效碰撞,把能够发生化学变化的碰撞称为有效碰撞,故C错误;
D. 反应的△H<0, v正、v逆均减小且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数,降低温度平衡右移动。
(3)改变的条件为t1时刻升高温度,t3时刻加催化剂,t4时刻减小压强。
【详解】(1)由图像可知,反应中Z,Y的物质的量减小,X的物质的量增大,则Z,Y为反应物,X为生成物,且△n(Z):△n(Y):△n(X)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为:Z+3Y2X,v(Z)= △c/△t=(0.1mol/2L)/2 min=0.025 mol·L-1·min-1,故答案为:Z+3Y2X;0.025。
(2)A. 升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率;活化分子能量高,压强不能提高能量,故A错误;
B. 使用催化剂可以使反应的活化能降低,加快反应速率,故B正确;
C. 活化分子间所发生的碰撞不一定都是有效碰撞,把能够发生化学变化的碰撞称为有效碰撞,故C错误;
D. 反应的△H<0, v正、v逆均减小且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数,降低温度平衡右移动,故D正确。
故选BD。
(3)改变的条件为t1时刻升高温度,t3时刻加催化剂,t4时刻减小压强,故答案为:C,E,B。
27.如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜(含有少量锌、金、银等杂质)的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为_________。
(2)乙装置中阳离子通过X膜向________ 极(填“Fe”或“C”)移动;丙装置中粗铜为_______电极(填“A”或“B”)
(3)若在标况下,有2.24L氧气参与反应,则乙装置中右侧溶液________(填“增加”或“减少”)______g,丙装置中CuSO4浓度__________(填“增加”、“减少” 或“不变”)。
【答案】 (1). CH4 - 8e- +10OH- =CO32- +7H2O (2). Fe (3). B (4). 减少 (5). 23.4 (6). 减少
【解析】
【分析】
(1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置,属于原电池,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,所以通入氧气的电极是正极。
(2)乙池有外接电源属于电解池,铁电极连接原电池的负极,所以是阴极,则石墨电极是阳极,阳离子通过X膜向阴极移动,粗铜作阳极。
(3)根据串联电池中转移电子数相等得氧气和氯气的关系式为:O2~2Cl2。
【详解】(1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置,属于原电池,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,所以通入氧气的电极是正极,负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4 - 8e- +10OH- =CO32- +7H2O,故答案为:CH4 - 8e- +10OH- =CO32- +7H2O。
(2)乙池有外接电源属于电解池,铁电极连接原电池的负极,所以是阴极,则石墨电极是阳极,阳离子通过X膜向阴极移动,粗铜作阳极,故答案为:Fe;B。
(3)根据串联电池中转移电子数相等得氧气和氯气的关系式为:O2~2Cl2,标况下,2.24L氧气的物质的量为0.1mol,所以氯气的物质的量为0.2mol,消耗溶液中氯离子为0.4mol,乙装置中阳离子交换膜右侧进入左侧的钠离子也为0.4mol,所以右侧溶液质量减少为0.4×23+0.4×35.5=23.4g,粗铜(含有少量锌、金、银等杂质),阳极上不仅铜还有锌失电子进入溶液中,阴极上析出铜,根据转移电子数相等,阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜,所以丙装置中CuSO4浓度减小,故答案为:减少 ;23.4 ;减少。
28.(一)室温下,在25 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,曲线如下图所示,回答下列问题:
(1)写出CH3COOH的电离方程式__________________________。
(2)下列说法不正确的是___________________。
A. 0.1 mol/L CH3COOH溶液中, CH3COOH电离度约为1%
B. B点满足: c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(OH-)-2c(H+)
C. C点时的离子浓度关系为:c(CH3COO-)= c(Na+)> c(H+)= c(OH-)
D. D点时的离子浓度关系为: c(Na+)> c(CH3COO-)> c(OH-)> c(H+)
(3)室温下,试计算CH3COOH电离平衡常数为____________(用含b的表达式表示)。
(二)实验室为测定食醋中CH3COOH的浓度,取25mL食醋置于250mL容量瓶中,加水稀释至刻度并摇匀。用酸式滴定管量取25.00mL稀释后的醋酸溶液放入锥形瓶中,加指示剂,然后用0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定。
(4)指示剂应为________。
A.甲基橙 B.甲基红 C.酚酞 D.石蕊
(5)滴定终点的判断方法为____________________________________________________。
(6)为提高测定的准确度,重复上述实验三次,0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液滴定前后的读数如下表所示,则该食醋中CH3COOH的浓度为_________mol·L-1。
实验次数
稀释后的醋酸溶液体积/ mL
NaOH滴定前读数/ mL
NaOH滴定后读数/ mL
第1次
25.00
0.10
24.00
第2次
25.00
0.50
22.50
第3次
25.00
0.20
24.30
(7)用0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,下列操作会导致测定结果偏高的是_______。
A.碱式滴定管内滴定后产生气泡
B.读取标准液读数时,滴定前俯视,滴定到终点后仰视
C.配制0.1000 mol·L-1NaOH溶液时,固体NaOH中含有结晶水
D.碱式滴定管未润洗就装入标准液进行滴定
【答案】 (1). CH3COOHCH3COO - +H+ (2). BD (3). 10-7b/(25-b) (4). C (5). 当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色 (6). 0.9600 (7). BCD
【解析】
【分析】
(1)醋酸是弱酸,电离方程式为:CH3COOHCH3COO - +H+。
(2)根据电荷守恒和物料守恒推导。
(3)溶液的PH=7,根据电荷守恒,c(CH3COO-)= c(Na+)=b×10-4 mol·L-1,根据物料守恒,c(CH3COOH)=25×10-4- b×10-4,K= c(CH3COO-) c(H+)/ c(CH3COOH)= b×10-4×10-7/(25-b)×10-4=10-7b/(25-b)。
(4)用氢氧化钠滴定醋酸,在滴定终点得到的是醋酸钠溶液,溶液呈弱碱性,所以要选用酚酞作指示剂。
(5)滴定终点的判断方法为:当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色。
(6)第2组数据无效,根据NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O可知消耗NaOH的物质的量和CH3COOH的物质的量相等来计算。
(7)根据c(待测)= c(标准)×V(标准)/ V(待测)推导。
【详解】(1)醋酸是弱酸,电离方程式为:CH3COOHCH3COO - +H+ ,故答案为:CH3COOHCH3COO - +H+ 。
(2)A.由图可知,滴定前0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的PH值为3,电离度为(10-3/0.1)×100% ≈1%;故A正确;
B.B点得到等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,根据电荷守恒得c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-),根据物料守恒得2c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(CH3COOH),整理以上两个式子得质子守恒式c(CH3COO-)+2c(OH-)= c(CH3COOH)+ 2c(H+),故B错误;
C. C点溶液的PH=7,c(H+)= c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)得c(CH3COO-)= c(Na+),c(H+)、c(OH-)小于c(CH3COO-)、 c(Na+),故C正确;
D. D点得到的是等物质的量NaOH和CH3COONa的混合溶液,因CH3COO-要水解,故离子浓度大小关系c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),故D错误。
故选BD。
(3)溶液的PH=7,根据电荷守恒,c(CH3COO-)= c(Na+)=b×10-4 mol·L-1,根据物料守恒,c(CH3COOH)=25×10-4- b×10-4,K= c(CH3COO-) c(H+)/ c(CH3COOH)= b×10-4×10-7/(25-b)×10-4=10-7b/(25-b),故答案为:10-7b/(25-b)。
(4)用氢氧化钠滴定醋酸,在滴定终点得到的是醋酸钠溶液,溶液呈弱碱性,所以要选用酚酞作指示剂,故选C。
(5)滴定终点的判断方法为:当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,故答案为:当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色。
(6)NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O,第1次消耗NaOH溶液的体积是23.9 mL, 第2次消耗NaOH溶液的体积是22.0 mL,第3次消耗NaOH溶液的体积是24.1mL,第2组数据无效,两次平均值为:24.0 mL,根据反应方程式可知消耗NaOH的物质的量和CH3COOH的物质的量相等,消耗NaOH的物质的量为2.4×10-3 mol,所以CH3COOH的浓度为2.4×10-3 mol/25.00×10-3L=0.096 mol·L-1, 实验室为测定食醋中CH3COOH的浓度,取25mL食醋置于250mL容量瓶中,加水稀释至刻度并摇匀,所以该食醋中CH3COOH的浓度为0.9600mol·L-1。故答案为:0.9600。
(7)根据c(待测)= c(标准)×V(标准)/ V(待测)推导
A. 碱式滴定管内滴定后产生气泡,导致消耗标准溶液体积偏小,测定结果偏小,故A错误;
B. 读取标准液读数时,滴定前俯视,滴定到终点后仰视,导致消耗标准溶液体积偏大,测定结果偏大,故B正确;
C. 配制0.1000 mol·L-1NaOH溶液时,固体NaOH中含有结晶水,所配溶液浓度小于0.1000 mol·L-1,导致消耗标准溶液体积偏大,故测定结果偏高,故C正确;
D. 碱式滴定管未润洗就装入标准液进行滴定,造成消耗的V(标准)偏大,故测定结果偏高,故D正确。
故选BCD。
29.工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H
(1)已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1,-283.0kJ•mol-1,且CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=-761 kJ•mol-1;则CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的△H= ___________。
(2)反应的ΔS_______0(填“>”、“<”或“=”)。在________(填“较高”或“较低”)温度下该反应自发进行。
(3)若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是_______________。
A.容器内气体密度保持不变 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 D.CO的体积分数保持不变
(4)下图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为__________(用a或b表示)。
(5)投料比n(H2)/n(CO)=2时,体系中CO的平衡转化率(α)温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”)其原因是___________________________;下图中的压强由大到小为__________________(用P1,P2,P3表示)。
(6)520K时, 投料比n(H2)/n(CO)=2(总物质的量为3mol),维持反应过程中压强P3不变,达到平衡时测得容器体积为0.1L,则平衡常数K=_______。若H2和CO的物质的量之比为n∶1(维持反应过程中压强P3不变),相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x,请在下图中绘制x随n变化的示意图_______。
【答案】 (1). -90.8 (2). < (3). 较低 (4). BD (5). a (6). 减小 (7). 升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大,使CO得转化率降低 (8). P3>P2>P1 (9). 0.25 (10).
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律解答。
(2)根据CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)可知,气体分子数减少,ΔS<0,根据ΔG=△H-TΔS可知,温度较低时,ΔG可能小于0,即反应可以自发。
(3)反应达到平衡状态的标志:正反应速率等于逆反应速率;各成分的浓度保持不变。
(4)正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。
(5)正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,所以随温度升高,CO的转化率减小;正反应是气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高。
(6)根据K= c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)求算。
【详解】(1)CO燃烧的热化学方程式:CO(g)+1/2 O2(g)= CO2(g) △H=-285.8kJ•mol-1①,H2燃烧的热化学方程式:2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) △H=-283.0×2 kJ•mol-1②,CH3OH燃烧的热化学方程式:CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=-761 kJ•mol-1③,根据盖斯定律将①+②-③,可得CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.8 kJ•mol-1,故答案为:-90.8。
(2)根据CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)可知,气体分子数减少,ΔS<0,根据ΔG=△H-TΔS可知,温度较低时,ΔG可能小于0,即反应可以自发,故答案为:< ;较低。
(3)A.反应前后质量和体积一直不变,所以密度一直不变,故A错误;
B. 反应前后质量不变,但物质的量在变,所以平均相对分子质量保持不变,说明反应达到平衡状态,故B正确;
C. 生成CH3OH的速率与生成H2的速率等于系数之比,才能证明正逆反应速率相等,此时给定的条件不能判断平衡,故C错误;
D.CO的体积分数保持不变,说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,故D正确。
故选BD。
(4)CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ•mol-1,K=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2),正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系,故答案为:a。
(5)由图可知,压强一定时,随温度的升高, CO的转化率减小, CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ•mol-1,正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,所以随温度升高,CO的转化率减小;正反应是气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高,故压强为:P3>P2>P1,故答案为:减小;反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大,使CO得转化率降低 ;P3>P2>P1。
(6) CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol) 1 2 0
转化(mol) 0.8 1.6 0.8
平衡(mol) 0.2 0.4 0.8
容器体积为0.1L,平衡时CO的浓度为2mol/L,H2的浓度为4 mol/L,CH3OH的浓度为8 mol/L,K= c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)=8/2×42=0.25。x随n变化的示意图:
故答案为:0.25;。
本试卷分为选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl:35.5
选择题部分
一、选择题(本题包括25小题,每小题2分,共50分。每小题只有一个正确选项,不选、多选、错选均不得分)
1.下列仪器属于碱式滴定管的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.是酸式滴定管,故A错误;
B.是碱式滴定管,故B正确;
C.是长颈漏斗,故C错误;
D.是冷凝管,故D错误。
故选B。
2.下列属于非电解质的是
A. 铜 B. 硝酸钾 C. 氢氧化钠 D. 蔗糖
【答案】D
【解析】
A.金属铜是单质不是化合物,所以既不是电解质也不是非电解质,故A错误;B.硝酸钾溶液或熔融状态的硝酸钾含有自由移动的离子所以能导电,故硝酸钾是电解质,故B错误;C.氢氧化钠是化合物,水溶液中或熔融状态下电离出离子导电,所以氢氧化钠是电解质,故C错误;D.蔗糖在水溶液里或熔融状态下以分子存在导致不导电,所以蔗糖是非电解质,故D正确;故选D。
3.下列能源中属于新能源的是
A. 煤炭 B. 石油 C. 天然气 D. 生物质能
【答案】D
【解析】
【详解】新能源是指在新技术的基础上系统开发利用的能源,如太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能、氢能等,与传统能源相比,新能源普遍具有污染小、储量大、分布广的特点。
故选D。
4.下列物质的水溶液因水解而呈碱性的是
A. NaCl B. NH4Cl C. Na2CO3 D. NaOH
【答案】C
【解析】
A.NaCl在溶液中不水解,其溶液为中性,故A错误;B.NH4Cl为强酸弱碱盐,铵根离子在溶液中水解,溶液呈酸性,故B错误;C.Na2CO3为强碱弱酸盐,碳酸根离子水解,溶液呈碱性,满足条件,故C正确;D.NaOH为强碱溶液,不满足条件,故D错误;故选C。
点睛:明确盐的水解原理为解答关键,注意掌握盐的类型及溶液性质。盐的水溶液因水解而呈碱性,说明该盐属于强碱弱酸盐。
5.25℃时,下列溶液中水的电离程度最小的是
A. pH = 2 的CH3COOH溶液 B. 0.01 mol/L Na2CO3溶液
C. 0. 1 mol/L盐酸 D. pH =10氨水
【答案】A
【解析】
试题分析:A.pH =" 2" 的CH3COOH溶液,c(H+)=10-2mol/L,对水的电离平衡其抑制作用,水的电离程度减小;则根据水的离子积常数Kw=10-14可知水电离产生的氢离子的浓度是c(H+)=10-12mol/L;B.Na2CO3是强碱弱酸盐,CO32-水解消耗水电离产生的氢离子,因此会促进水的电离平衡正向移动,水电离程度增大;C.0.001 mol/L盐酸,c(H+)=10-3mol/L, 对水的电离平衡其抑制作用,水的电离程度减小;则根据水的离子积常数Kw=10-14可知水电离产生的氢离子的浓度是c(H+)=10-11mol/L;D.pH =10氨水,c(H+)=10-10mol/L。溶液中的氢离子就是水电离产生,水电离产生的氢离子的浓度越小,电解质水电离程度就越小。所以上述溶液中水电离程度最小的是A。
考点:考查水电离程度大小比较的知识。
6.在2A(g)+B(g)=3C(g)+4D(g)反应中,表示该反应速率最快的是
A. vA=0.5 mol·L-1·s-1 B. vB=0.3 mol·L-1·s-1
C. vC=0.8 mol·L-1·s-1 D. vD=1.0 mol·L-1·s-1
【答案】B
【解析】
【详解】A. vA/2=0.25 mol·L-1·s-1;
B. vB/1=0.3 mol·L-1·s-1;
C. vC/3=0.267 mol·L-1·s-1;
D. vD/4=0.25 mol·L-1·s-1。
故选B。
【点睛】不同物质表示的速率之比等于其化学计量数之比,故不同物质表示的速率与其化学计量数的比值越大,表示的反应速率越快。
7.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 光照新制的氯水时,溶液的pH逐渐减小
B. 加催化剂,使N2和H2在一定条件下转化为NH3
C. 含有Fe3+、Cu2+的溶液中加入CuO使Fe3+产生Fe(OH)3沉淀
D. 增大压强,有利于SO2与O2反应生成SO3
【答案】B
【解析】
【详解】A. 光照新制的氯水时,溶液中氯气和水的反应为可逆反应,生成的HClO见光分解生成HCl,促进平衡向正方向移动,溶液酸性增强,可用勒夏特列原理来解释,故A不选;
B. 催化剂对平衡移动没有影响,故B选;
C. Fe3++3H2OFe(OH3+3H+,加入CuO中和H+,促使平衡右移,可以产生Fe(OH)3沉淀,故C不选;
D. 2SO2+O2 2SO3为可逆反应,增大压强平衡向正反应方向移动,可用勒夏特列原理来解释,故D不选。
故选B。
8.下列说法中正确的是
A. 凡是放热反应都是能自发进行的反应,而吸热反应都是非自发的反应
B. 自发反应一定是熵增加的反应,非自发反应一定是熵减小或不变的反应
C. 熵增加且放热的反应一定是自发反应
D. 非自发反应在任何条件下都不能发生
【答案】C
【解析】
【详解】A. △H< 0,△S< 0的反应在高温下是非自发进行的反应,△H> 0,△S> 0高温下是自发进行的反应,故A错误;
B. △H - T△S < 0的反应是自发进行的反应,△H< 0,△S < 0的反应在低温下是自发进行的反应,△H- T△S> 0的反应是非自发进行的反应,△H> 0,△S> 0低温下可以是非自发进行的反应,故B错误;
C. 熵增加△S> 0,且放热△H< 0,反应 △H- T△S<0一定是自发反应,故C正确;
D. 反应是否自发进行,由熵变,焓变,温度共同决定,非自发反应在改变条件下可以发生,故D错误。
故选C。
9.下列说法正确的是
A. 将AlCl3溶液加热蒸干得到纯净的氯化铝晶体
B. 强电解质都易溶于水,所以BaSO4是弱电解质
C. 强酸溶液一定比弱酸溶液导电性强
D. 电解质溶液的导电过程会发生化学变化
【答案】D
【解析】
【详解】A.加热条件下,AlCl3易水解,可生成氢氧化铝,如灼烧,生成氧化铝,故A错误;
B.电解质强弱取决于电离程度,与溶解性无关,硫酸钡熔融状态下能够完全电离,属于强电解质,故B错误;
C.导电性与溶液中离子浓度大小以及离子所带电荷数有关,与电解质强弱无关,故C错误;
D. 电解质溶液的导电过程会发生化学变化,故D正确。
故选D。
【点睛】电解质强弱取决于电离程度,与溶解性无关;溶液的导电性与自由移动离子浓度大小以及离子所带电荷数有关,与电解质强弱无关。
10.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g),C物质的浓度(C%)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是
A. ΔH<0 ΔS>0 B. ΔH>0 ΔS<0
C. ΔH>0 ΔS>0 D. ΔH<0 ΔS<0
【答案】A
【解析】
试题分析:由曲线图可知,增大压强,C%减少,即增大压强平衡向逆反应方向移动,所以逆反应为气体体积减小的反应,即m+n
11.可逆反应aA(g)+bB(g)cC(g)+dD(g) ΔH,同时符合下列两图中各曲线规律的是
A. a+b>c+d T1>T2 ΔH>0
B. a+b>c+d T1
D. a+b
【解析】
试题分析:由左图可知T1<T2 ,升高温度生成物浓度降低,说明平衡向逆反应方向移动,则正反应放热,△H<0;由右图可知增大压强,正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,则a+b>c+d,故选B。
考点:考查了温度、压强对平衡移动的影响的相关知识。
12.下列依据热化学方程式得出的结论正确的是
A. 已知P(白磷,s)=P(红磷,s)△H<0,则白磷比红磷稳定
B. 已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H= -483.6kJ•mol-1,则氢气的标准燃烧热为241.8kJ•mol-1
C. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)△H=a kJ•mol-1 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=b kJ•mol-1,则a>b
D. 已知NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)△H=-57.3kJ•mol-1,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出大于57.3 kJ的热量
【答案】D
【解析】
【详解】A. P(白磷,s)=P(红磷,s)△H<0,反应是放热反应,能量越低越稳定,所以白磷不如红磷稳定,故A错误;
B.燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,氢气燃烧应生成液态水,由热化学方程式可知,氢气的燃烧热为<-241.8kJ•mol-1,故B错误;
C.碳完全燃烧放出的热量高于不完全燃烧放出的热量,焓变是负值,即a D.中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,浓硫酸稀释时要放出热量,故放出热量大于57.3 kJ的热量,故D正确。
故选D。
【点睛】(1)燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。
(2)中和热是指稀的强酸和强碱溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量。
13.在恒温恒容的容器中进行反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若氮气浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需2 s,那么由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1需要的反应时间为
A. 等于1.8 s B. 等于1.2 s C. 大于1.8 s D. 小于1.8 s
【答案】C
【解析】
【详解】氮气浓度由0.1 mol·L-1降到0.06 mol·L-1需2 s,v=△c/△t=0.02 mol/( L·s),氮气浓度由0.06 mol·L-1降到0.024 mol·L-1,若反应速率不变,则所需时间为(0.036/0.04) ×2=1.8 s,但随着浓度的减小,反应速率逐渐减小,故所需时间大于1.8 s,故选C。
14.如图装置中,U形管内为红墨水,a、b试管内分别盛有食盐水和醋酸溶液,各加入生铁块,放置一段时间。下列有关描述错误的是
A. 生铁块中的碳是原电池的正极
B. 红墨水水柱两边的液面变为左低右高
C. 两试管中相同的电极反应式是Fe-2e- = Fe2+
D. a试管中发生了吸氧腐蚀,b试管中发生了析氢腐蚀
【答案】B
【解析】
【详解】A.生铁中含有铁和碳,铁、碳和电解质溶液构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,碳作正极,故A正确;
B.左边试管中是中性溶液,发生吸氧腐蚀,右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀,所以左边试管内气体的氧气减小,右边试管内气体的压强不大,导致U型管内红墨水左高右低,故B错误;
C.生铁中含有铁和碳,铁、碳和电解质溶液构成了原电池,较活泼的金属铁作负极,碳作正极,负极上铁失电子发生氧化反应:Fe- 2e- = Fe2+,两试管中负极电极反应相同,故C正确;
D. 左边试管中是中性溶液,发生吸氧腐蚀,右边试管中是酸性溶液发生析氢腐蚀,故D正确。
故选B。
15.反应X(g)+Y(g) 2Z(g) ΔH<0,达到平衡时,下列说法正确的是
A. 减小容器体积,平衡向右移动 B. 加入催化剂,Z的平衡产率增大
C. 增大c(X),X的转化率增大 D. 降低温度,Y的平衡转化率增大
【答案】D
【解析】
试题分析:A. 反应前后体积不变,减小容器体积,压强增大,平衡不移动,A错误;B. 加入催化剂,平衡不移动,Z的产率不变,B错误;C. 增大c(X),X的转化率减小,C错误;D. 正反应放热,降低温度,平衡显正反应方向进行,Y的转化率增大,D正确,答案选D。
考点:考查外界条件对平衡状态的影响
16.如图所示,将铁棒和石墨棒插入盛有饱和NaCl溶液的U型管中。下列分析正确的是
A. K1闭合,铁棒上发生的反应为2H++2e-→H2↑
B. K1闭合,石墨棒周围溶液pH逐渐升高
C. K2闭合,铁棒不会被腐蚀,属于牺牲阳极的阴极保护法
D. K2闭合,电路中通过0.002NA个电子时,两极共产生0.001mol气体
【答案】B
【解析】
A、K1闭合构成原电池,铁是活泼的金属,铁棒是负极,铁失去电子,铁棒上发生的反应为Fe+2e-=Fe2+,A不正确;B、K1闭合构成原电池,铁棒是负极,铁失去电子,石墨棒是正极,溶液中的氧气得到电子转化为OH-,电极反应式为O2+4e-+2H2O=40H-,石墨棒周围溶液pH逐渐升高,B正确;C、K2闭合构成电解池,铁棒与电源的负极相连,作阴极,溶液的氢离子放电产生氢气,铁不会被腐蚀,属于外加电流的阴极保护法,C不正确;D、K2闭合构成电解池,铁棒与电源的负极相连,作阴极,溶液中的氢离子放电生成氢气。石墨棒是阳极,溶液中的氯离子放电生成氯气,电极反应式分别为2H++2e-=H2↑、2Cl--2e-=Cl2↑,电路中通过0.002NA个电子时,两极均产生0.001mol气体,共计是0.002mol气体,D不正确,答案选B。
点晴:本题通过电解饱和氯化钠溶液为载体,重点考查原电池和电解池的判断,金属的腐蚀与防护以及电极产物判断和计算,意在考查学生分析问题、解决问题的能力。熟练掌握电化学原理,准确判断正、负极以及阴、阳极,明确两极的电极反应及电池反应是解题的关键。该类试题的难点在于是电极反应式的书写和有关计算。
17.常温下,关于pH相等的盐酸和醋酸溶液(两溶液的OH-浓度也相等),下列说法正确的是( )
A. c(HCl)>c(CH3COOH)
B. c(Cl-)=c(CH3COO-)
C. 等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,盐酸产生的H2多
D. 用相同浓度的NaOH溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,盐酸消耗的NaOH溶液体积多
【答案】B
【解析】
A.醋酸为弱电解质,在溶液中部分电离,pH相等时,醋酸浓度较大,即c(HCl)<c(CH3COOH),故A错误;B.溶液的pH相等,则两溶液中的氢离子、氢氧根离子浓度相等,根据电荷守恒可知c(Cl-)=c(CH3COO-),故B正确;C.等体积的盐酸和醋酸溶液分别与足量的Zn完全反应,由于醋酸的浓度较大,则醋酸产生的H2多,故C错误;D.同浓度的NaOH溶液分别与等体积的盐酸和醋酸溶液恰好反应完全,由于醋酸的浓度大于盐酸,则醋酸消耗的NaOH溶液体积多,故D错误;故选B。
点睛:明确弱电解质的电离特点为解答关键。注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,醋酸为弱电解质,氯化氢是强电解质,pH相等时,醋酸浓度较大;物质的量浓度相等时,盐酸的pH较小,酸性较强。本题的易错点为CD。
18.已知化学反应A2(g)+ B2(g)=2AB(g)的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是
A. 每生成2分子AB吸收bkJ热量
B. 断裂1molA-A和1molB-B键,放出akJ能量
C. 该反应中反应物的总能量高于生成物的总能量
D. 该反应热△H=+(a-b)kJ/mol
【答案】D
【解析】
试题分析:A.依据图象分析判断1molA2和1molB2反应生成2molAB,每生成2molAB吸收(a-b) kJ的热量,A项错误;B.断裂1 mol A-A和1 mol B-B键,吸收a kJ能量,B项错误;C.依据能量图象分析可知反应物能量低于生成物能量,C项错误;D.反应热△H=反应物能量总和-生成物能量总和,所以反应热△H=+(a-b)kJ•mol-1,D项正确;答案选D。
考点:考查化学反应中的能量变化,化学图像的分析与判断。
19.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能够大量共存的是
A. pH等于13的溶液中:Ca2+,Na+,SO42-,HCO3-
B. c(H+)/c(OH-)=1012的溶液中:Fe2+,Cu2+,NO3-,Cl-
C. 无色透明溶液中: Al3+,K+,HCO3-,SO42-
D. 使pH显红色的溶液中:NH4+,Cu2+,NO3-,Cl-
【答案】D
【解析】
【详解】A. pH等于13的溶液是碱性溶液,HCO3-与OH-不能大量共存,故A错误;
B. c(H+)/c(OH-)=1012的溶液为酸性溶液,NO3-与H+在一起相当于是硝酸,具有强氧化性,能把Fe2+氧化成Fe3+,故B错误;
C. Al3+与HCO3-发生双水解反应,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,故C错误;
D. pH显红色的溶液是酸性溶液,所有离子可以大量共存,故D正确。
故选D。
【点睛】能够发生反应的离子就不能共存,不能发生反应的离子才可以共存。
1、在溶液中某些离子间能互相反应生成难溶性物质时,这些离子就不能大量共存。
2、离子间能结合生成难电离物质时,则这些离子不能大量共存。
3、离子间能结合生成挥发性物质时,则这些离子不能大量共存。
4、离子之间能发生氧化还原反应时,则这些离子不能大量共存。
5、还应注意题目是否给出溶液的酸碱性,是否给定溶液是无色的。
20.在体积恒定的密闭容器中发生反应N2O4(g)2NO2(g) ΔH>0,在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. A、C两点的反应速率:A>C
B. A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C. 由状态B到状态A,可以用加热的方法
D. A、C两点气体的平均相对分子质量:A>C
【答案】C
【解析】
【详解】A. 由图象可知,A. C两点都在等温线上,C的圧强大,则A. C两点的反应速率A< C,故A错误;
B. 由图像可知,A、C两点都在等温线上,C的压强大,与A相比C点平衡向逆反应进行,向逆反应进行是由于減小体积增大压强,平衡移动的结果降低NO2浓度增大趋势,但达到平衡仍比原平衡浓度大,平衡时NO2浓度比A的浓度高,NO2为红棕色气体,则A、C两点气体的颜色:A浅,C深,故B错误;
C.升高温度,化学平衡正向移动,NO2的体积分数增大,由图像可知,A点NO2体积分数大,则T1
故选C。
21.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。其总反应方程式为: xLi + Li1-xMn2O4 LiMn2O4下列叙述错误的是
A. a为电池的正极
B. 放电时,溶液中Li+从b向a迁移
C. 充电时,外接电源的负极与b相连
D. 可用Na2SO4溶液代替Li2SO4溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图知,放电时,b电极上Li失电子生成Li+,所以b电极是负极,则a电极是正极,故A正确;
B. a电极是正极,b电极是负极,放电时电解质溶液中阳离子向正极移动,所以溶液中Li+从b向a迁移,故B正确;
C. 充电时,b是阴极,外接电源的负极相连,故C正确;
D. 如果用Na2SO4溶液代替Li2SO4溶液,正极是氢离子得电子产生氢气,故D错误。
故选D。
【点睛】放电时作为原电池,失电子的是负极,得电子的是正极,溶液中阳离子向正极定向移动,阴离子向负极定向移动,充电时作为电解池。与外接电源的负极相连的是阴极,与外接电源的正极相连的是阳极。
22.以反应5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ = 10CO2↑ + 2Mn2+ + 8H2O为例探究“外界条件对化学反应速率的影响”。实验时,分别量取H2C2O4溶液和酸性KMnO4溶液,迅速混合并开始计时,通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢。
编号
H2C2O4溶液
酸性KMnO4
温度/oC
浓度/mol·L-1
体积/mL
浓度/mol·L-1
体积/mL
①
0.10
2.0
0.010
4.0
25
②
0.20
2.0
0.010
4.0
25
③
0.20
2.0
0.010
4.0
50
下列说法不正确的是
A. 实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量
B. 实验①测得KMnO4溶液的褪色时间为40 s,则这段时间内平均反应速v(KMnO4)= 2.5×10 -4 mol·L-1·s-1
C. 实验①和实验②是探究浓度对化学反应速率的影响,实验②和③是探究温度对化学反应速率的影响
D. 实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn2+对反应起催化作用
【答案】B
【解析】
A. 要通过测定溶液褪色所需时间来判断反应的快慢,则实验①、②、③所加的H2C2O4溶液均要过量,A正确;B. 不能确定40 s内高锰酸钾溶液浓度的变化量,因此不能计算这段时间内平均反应速率,B错误;C. 探究温度对化学反应速率影响,必须满足除了温度不同,其他条件完全相同,所以满足此条件的实验编号是:②和③;探究反应物浓度对化学反应速率影响,除了浓度不同,其他条件完全相同的实验编号是①和②,C正确;D. 实验①和②起初反应均很慢,过了一会儿速率突然增大,可能是生成的Mn 2+对反应起催化作用,D正确,答案选B。
点睛:本题考查了探究温度、浓度对反应速率的影响,注意掌握温度、浓度、压强等对反应速率的影响变化规律。另外需要注意控制变量法的应用,影响化学反应速率的因素有多种,在探究相关规律时,需要控制其他条件不变,只改变某一个条件,探究这一条件对反应速率的影响。变量探究实验因为能够考查学生对于图表的观察、分析以及处理实验数据归纳得出合理结论的能力,因而在这几年高考试题中有所考查。解答此类题时,要认真审题,清楚实验目的,弄清要探究的外界条件有哪些。然后分析题给图表,确定一个变化的量,弄清在其他几个量不变的情况下,这个变化量对实验结果的影响,进而总结出规律。然后再确定另一个变量,重新进行相关分析。
23.加热N2O5,依次发生分解反应:①N2O5(g)N2O3(g)+O2(g)、②N2O3(g)N2O(g)+O2(g)。在体积为2 L的恒容密闭容器中充入8 mol N2O5,加热到T ℃时反应达到平衡状态,此时O2和N2O3的物质的量分别为9 mol、3.4 mol,则T ℃时反应①的平衡常数为
A. 10.7 B. 8.5 C. 9.6 D. 10.2
【答案】B
【解析】
【详解】设分解的N2O5的物质的量为x,反应过程中共生成N2O5(x+3.4)mol,在①反应中N2O5分解了(x+3.4)mol,同时生成O2(x+3.4)mol,在②反应中生成氧气xmol,则(x+3.4)+x=9,
求得x=2.8,所以平衡后N2O5、N2O3、O2浓度依次为c(N2O5)=0.9mol/L,c(N2O3)=1.7mol/L,c(O2)=4.5 mol/L,反应①的平衡常数为K=1.7×4.5/0.9=8.5。
故选B。
24.某实验小组在一个恒压密闭容器中加入CH3OH和CO气体,发生反应CH3OH(g) + CO(g) CH3COOH(l)。已知在某温度下,达到平衡时,CH3OH(g)、CO(g)、CH3COOH(l)的物质的量分别为0.08mol、0.10mol、0.12mol,且容器的体积刚好为2L。往上述已达到平衡的恒压容器中,再在瞬间通入0.12mol CH3OH和0.06molCO混合气体,平衡的移动方向为
A. 正向 B. 逆向 C. 不移动 D. 无法确定
【答案】C
【解析】
【详解】原平衡体系中,气体总的物质的量为0.08mol+0.10mol=0.18mol,体积为2L,再在瞬间通入0.12mol CH3OH和0.06molCO混合气体,已达到平衡的恒压容器中,充入气体总的物质的量为0.18mol,原平衡相等,故体积变为原来的2倍,此时甲醇的物质的量为0.2mol,CO的物质的量为0.16mol,则Qc=1/(0.2/4) ×(0.16/4)=500=K,故平衡不移动。
故选C。
25.常温下 0.1mol/L的H2A溶液中H2A、HA-、A2-三者中所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图所示。下列表述不正确的是
A. HA-H+ + A2- K=10-4.2
B. 在 0.1mol/L NaHA 溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
C. 已知25℃时HF的Ka=10-3.45,将少量H2A的溶液加入足量NaF溶液中,发生的反应为:H2A+F﹣═ HF+HA﹣
D. 将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,所得溶液pH恰好为4.2
【答案】A
【解析】
【详解】A. H2A部分电离,分步电离,以第一步电离为主,则电离方程式为H2A H++ HA﹣,故A错误;
B.PH=4.2时,HA﹣与A2-浓度相等,溶液呈酸性,说明HA﹣电离程度大于HA﹣水解程度,则在0.1mol/L NaHA 溶液中,各离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+),因还存在水的电离,则c(H+)>c(A2-)>c(OH-),所以各离子浓度大小关系为c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故B正确;
C. 已知25℃时HF的Ka=10-3.45,由以上信息可知,K1= c(H+)×c(HA-)/c(H2A)=10-1.2,K2= c(H+)×c(A2-)/c(HA-)=10-4.2,则酸性H2A>HF>HA-,则将少量H2A的溶液加入足量的NaF溶液中,发生的反应为:H2A+F﹣═ HF+HA﹣,故C正确;
D. 将等物质的量的NaHA、Na2A溶于水中,HA﹣与A2-浓度相等,K2=c(H+)×c(A2-)/c(HA-)=10-4.2,则c(H+)=10-4.2mol/L,pH为4.2,故D正确。
故选A。
非选择题部分
26.(1)某温度时,在2 L容器中X、Y、Z三种气体的物质的量随时间变化的曲线如图所示。由此分析,该反应的化学方程_____________________________________;从反应开始至2 min,Z的反应速率为_____ mol·L-1·min-1。
(2)若上述反应的△H<0,下列有关该反应速率的叙述,正确的是_________。
A.升高温度和增大压强均可以增大活化分子百分数,加快反应速率
B.使用催化剂可以使反应的活化能降低,加快反应速率
C.活化分子间所发生的碰撞为有效碰撞
D.降低温度,v正、v逆均减小且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数
(3)在一密闭容器中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,达到平衡后,只改变某一个条件时,反应速率与反应时间的关系如图所示。 t1、t3、t4时刻分别改变的一个条件是:
A.增大压强 B.减小压强 C.升高温度 D.降低温度 E.加催化剂 F.充入氦气
t1时刻________;t3时刻________;t4时刻________(填字母)。
【答案】 (1). Z+3Y2X (2). 0.025 (3). BD (4). C (5). E (6). B
【解析】
【分析】
(1)由图像可知,反应中Z,Y的物质的量减小,X的物质的量增大,则Z,Y为反应物,X为生成物。
(2)A. 升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率;活化分子能量高,压强不能提高能量;
B. 使用催化剂可以使反应的活化能降低,加快反应速率;
C. 活化分子间所发生的碰撞不一定都是有效碰撞,把能够发生化学变化的碰撞称为有效碰撞,故C错误;
D. 反应的△H<0, v正、v逆均减小且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数,降低温度平衡右移动。
(3)改变的条件为t1时刻升高温度,t3时刻加催化剂,t4时刻减小压强。
【详解】(1)由图像可知,反应中Z,Y的物质的量减小,X的物质的量增大,则Z,Y为反应物,X为生成物,且△n(Z):△n(Y):△n(X)=0.1mol:0.3mol:0.2mol=1:3:2,则反应的化学方程式为:Z+3Y2X,v(Z)= △c/△t=(0.1mol/2L)/2 min=0.025 mol·L-1·min-1,故答案为:Z+3Y2X;0.025。
(2)A. 升高温度可以增大活化分子百分数,加快反应速率;活化分子能量高,压强不能提高能量,故A错误;
B. 使用催化剂可以使反应的活化能降低,加快反应速率,故B正确;
C. 活化分子间所发生的碰撞不一定都是有效碰撞,把能够发生化学变化的碰撞称为有效碰撞,故C错误;
D. 反应的△H<0, v正、v逆均减小且v正减小的倍数小于v逆减小的倍数,降低温度平衡右移动,故D正确。
故选BD。
(3)改变的条件为t1时刻升高温度,t3时刻加催化剂,t4时刻减小压强,故答案为:C,E,B。
27.如图所示,某同学设计了一个燃料电池并探究氯碱工业原理和粗铜(含有少量锌、金、银等杂质)的精炼原理,其中乙装置中X为阳离子交换膜。回答下列问题:
(1)甲烷燃料电池负极的电极反应式为_________。
(2)乙装置中阳离子通过X膜向________ 极(填“Fe”或“C”)移动;丙装置中粗铜为_______电极(填“A”或“B”)
(3)若在标况下,有2.24L氧气参与反应,则乙装置中右侧溶液________(填“增加”或“减少”)______g,丙装置中CuSO4浓度__________(填“增加”、“减少” 或“不变”)。
【答案】 (1). CH4 - 8e- +10OH- =CO32- +7H2O (2). Fe (3). B (4). 减少 (5). 23.4 (6). 减少
【解析】
【分析】
(1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置,属于原电池,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,所以通入氧气的电极是正极。
(2)乙池有外接电源属于电解池,铁电极连接原电池的负极,所以是阴极,则石墨电极是阳极,阳离子通过X膜向阴极移动,粗铜作阳极。
(3)根据串联电池中转移电子数相等得氧气和氯气的关系式为:O2~2Cl2。
【详解】(1)燃料电池是将化学能转化为电能的装置,属于原电池,投放燃料的电极是负极,投放氧化剂的电极是正极,所以通入氧气的电极是正极,负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为CH4 - 8e- +10OH- =CO32- +7H2O,故答案为:CH4 - 8e- +10OH- =CO32- +7H2O。
(2)乙池有外接电源属于电解池,铁电极连接原电池的负极,所以是阴极,则石墨电极是阳极,阳离子通过X膜向阴极移动,粗铜作阳极,故答案为:Fe;B。
(3)根据串联电池中转移电子数相等得氧气和氯气的关系式为:O2~2Cl2,标况下,2.24L氧气的物质的量为0.1mol,所以氯气的物质的量为0.2mol,消耗溶液中氯离子为0.4mol,乙装置中阳离子交换膜右侧进入左侧的钠离子也为0.4mol,所以右侧溶液质量减少为0.4×23+0.4×35.5=23.4g,粗铜(含有少量锌、金、银等杂质),阳极上不仅铜还有锌失电子进入溶液中,阴极上析出铜,根据转移电子数相等,阳极上溶解的铜小于阴极上析出的铜,所以丙装置中CuSO4浓度减小,故答案为:减少 ;23.4 ;减少。
28.(一)室温下,在25 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1NaOH溶液,曲线如下图所示,回答下列问题:
(1)写出CH3COOH的电离方程式__________________________。
(2)下列说法不正确的是___________________。
A. 0.1 mol/L CH3COOH溶液中, CH3COOH电离度约为1%
B. B点满足: c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(OH-)-2c(H+)
C. C点时的离子浓度关系为:c(CH3COO-)= c(Na+)> c(H+)= c(OH-)
D. D点时的离子浓度关系为: c(Na+)> c(CH3COO-)> c(OH-)> c(H+)
(3)室温下,试计算CH3COOH电离平衡常数为____________(用含b的表达式表示)。
(二)实验室为测定食醋中CH3COOH的浓度,取25mL食醋置于250mL容量瓶中,加水稀释至刻度并摇匀。用酸式滴定管量取25.00mL稀释后的醋酸溶液放入锥形瓶中,加指示剂,然后用0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定。
(4)指示剂应为________。
A.甲基橙 B.甲基红 C.酚酞 D.石蕊
(5)滴定终点的判断方法为____________________________________________________。
(6)为提高测定的准确度,重复上述实验三次,0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液滴定前后的读数如下表所示,则该食醋中CH3COOH的浓度为_________mol·L-1。
实验次数
稀释后的醋酸溶液体积/ mL
NaOH滴定前读数/ mL
NaOH滴定后读数/ mL
第1次
25.00
0.10
24.00
第2次
25.00
0.50
22.50
第3次
25.00
0.20
24.30
(7)用0.1000 mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,下列操作会导致测定结果偏高的是_______。
A.碱式滴定管内滴定后产生气泡
B.读取标准液读数时,滴定前俯视,滴定到终点后仰视
C.配制0.1000 mol·L-1NaOH溶液时,固体NaOH中含有结晶水
D.碱式滴定管未润洗就装入标准液进行滴定
【答案】 (1). CH3COOHCH3COO - +H+ (2). BD (3). 10-7b/(25-b) (4). C (5). 当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色 (6). 0.9600 (7). BCD
【解析】
【分析】
(1)醋酸是弱酸,电离方程式为:CH3COOHCH3COO - +H+。
(2)根据电荷守恒和物料守恒推导。
(3)溶液的PH=7,根据电荷守恒,c(CH3COO-)= c(Na+)=b×10-4 mol·L-1,根据物料守恒,c(CH3COOH)=25×10-4- b×10-4,K= c(CH3COO-) c(H+)/ c(CH3COOH)= b×10-4×10-7/(25-b)×10-4=10-7b/(25-b)。
(4)用氢氧化钠滴定醋酸,在滴定终点得到的是醋酸钠溶液,溶液呈弱碱性,所以要选用酚酞作指示剂。
(5)滴定终点的判断方法为:当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色。
(6)第2组数据无效,根据NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O可知消耗NaOH的物质的量和CH3COOH的物质的量相等来计算。
(7)根据c(待测)= c(标准)×V(标准)/ V(待测)推导。
【详解】(1)醋酸是弱酸,电离方程式为:CH3COOHCH3COO - +H+ ,故答案为:CH3COOHCH3COO - +H+ 。
(2)A.由图可知,滴定前0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的PH值为3,电离度为(10-3/0.1)×100% ≈1%;故A正确;
B.B点得到等物质的量的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,根据电荷守恒得c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-),根据物料守恒得2c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(CH3COOH),整理以上两个式子得质子守恒式c(CH3COO-)+2c(OH-)= c(CH3COOH)+ 2c(H+),故B错误;
C. C点溶液的PH=7,c(H+)= c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)得c(CH3COO-)= c(Na+),c(H+)、c(OH-)小于c(CH3COO-)、 c(Na+),故C正确;
D. D点得到的是等物质的量NaOH和CH3COONa的混合溶液,因CH3COO-要水解,故离子浓度大小关系c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),故D错误。
故选BD。
(3)溶液的PH=7,根据电荷守恒,c(CH3COO-)= c(Na+)=b×10-4 mol·L-1,根据物料守恒,c(CH3COOH)=25×10-4- b×10-4,K= c(CH3COO-) c(H+)/ c(CH3COOH)= b×10-4×10-7/(25-b)×10-4=10-7b/(25-b),故答案为:10-7b/(25-b)。
(4)用氢氧化钠滴定醋酸,在滴定终点得到的是醋酸钠溶液,溶液呈弱碱性,所以要选用酚酞作指示剂,故选C。
(5)滴定终点的判断方法为:当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,故答案为:当滴入最后一滴NaOH,溶液颜色由无色变浅红色,且半分钟内不褪色。
(6)NaOH+CH3COOH=CH3COONa+H2O,第1次消耗NaOH溶液的体积是23.9 mL, 第2次消耗NaOH溶液的体积是22.0 mL,第3次消耗NaOH溶液的体积是24.1mL,第2组数据无效,两次平均值为:24.0 mL,根据反应方程式可知消耗NaOH的物质的量和CH3COOH的物质的量相等,消耗NaOH的物质的量为2.4×10-3 mol,所以CH3COOH的浓度为2.4×10-3 mol/25.00×10-3L=0.096 mol·L-1, 实验室为测定食醋中CH3COOH的浓度,取25mL食醋置于250mL容量瓶中,加水稀释至刻度并摇匀,所以该食醋中CH3COOH的浓度为0.9600mol·L-1。故答案为:0.9600。
(7)根据c(待测)= c(标准)×V(标准)/ V(待测)推导
A. 碱式滴定管内滴定后产生气泡,导致消耗标准溶液体积偏小,测定结果偏小,故A错误;
B. 读取标准液读数时,滴定前俯视,滴定到终点后仰视,导致消耗标准溶液体积偏大,测定结果偏大,故B正确;
C. 配制0.1000 mol·L-1NaOH溶液时,固体NaOH中含有结晶水,所配溶液浓度小于0.1000 mol·L-1,导致消耗标准溶液体积偏大,故测定结果偏高,故C正确;
D. 碱式滴定管未润洗就装入标准液进行滴定,造成消耗的V(标准)偏大,故测定结果偏高,故D正确。
故选BCD。
29.工业上一般以CO和H2为原料合成甲醇,该反应的热化学方程式为:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H
(1)已知CO(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1,-283.0kJ•mol-1,且CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=-761 kJ•mol-1;则CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)的△H= ___________。
(2)反应的ΔS_______0(填“>”、“<”或“=”)。在________(填“较高”或“较低”)温度下该反应自发进行。
(3)若将等物质的量的CO和H2混合气体充入恒温恒容密闭容器中进行上述反应,下列事实能说明此反应已达到平衡状态的是_______________。
A.容器内气体密度保持不变 B.混合气体的平均相对分子质量不变
C.生成CH3OH的速率与生成H2的速率相等 D.CO的体积分数保持不变
(4)下图中能正确反映平衡常数K随温度变化关系的曲线为__________(用a或b表示)。
(5)投料比n(H2)/n(CO)=2时,体系中CO的平衡转化率(α)温度和压强的关系如图2所示。α(CO)值随温度升高而___________(填“增大”或“减小”)其原因是___________________________;下图中的压强由大到小为__________________(用P1,P2,P3表示)。
(6)520K时, 投料比n(H2)/n(CO)=2(总物质的量为3mol),维持反应过程中压强P3不变,达到平衡时测得容器体积为0.1L,则平衡常数K=_______。若H2和CO的物质的量之比为n∶1(维持反应过程中压强P3不变),相应平衡体系中CH3OH的物质的量分数为x,请在下图中绘制x随n变化的示意图_______。
【答案】 (1). -90.8 (2). < (3). 较低 (4). BD (5). a (6). 减小 (7). 升高温度时,反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大,使CO得转化率降低 (8). P3>P2>P1 (9). 0.25 (10).
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律解答。
(2)根据CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)可知,气体分子数减少,ΔS<0,根据ΔG=△H-TΔS可知,温度较低时,ΔG可能小于0,即反应可以自发。
(3)反应达到平衡状态的标志:正反应速率等于逆反应速率;各成分的浓度保持不变。
(4)正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小。
(5)正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,所以随温度升高,CO的转化率减小;正反应是气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高。
(6)根据K= c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)求算。
【详解】(1)CO燃烧的热化学方程式:CO(g)+1/2 O2(g)= CO2(g) △H=-285.8kJ•mol-1①,H2燃烧的热化学方程式:2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(l) △H=-283.0×2 kJ•mol-1②,CH3OH燃烧的热化学方程式:CH3OH(g)+3/2O2(g)CO2(g)+2H2O(l) △H=-761 kJ•mol-1③,根据盖斯定律将①+②-③,可得CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)△H=-90.8 kJ•mol-1,故答案为:-90.8。
(2)根据CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)可知,气体分子数减少,ΔS<0,根据ΔG=△H-TΔS可知,温度较低时,ΔG可能小于0,即反应可以自发,故答案为:< ;较低。
(3)A.反应前后质量和体积一直不变,所以密度一直不变,故A错误;
B. 反应前后质量不变,但物质的量在变,所以平均相对分子质量保持不变,说明反应达到平衡状态,故B正确;
C. 生成CH3OH的速率与生成H2的速率等于系数之比,才能证明正逆反应速率相等,此时给定的条件不能判断平衡,故C错误;
D.CO的体积分数保持不变,说明正逆反应速率相等,则反应达到平衡状态,故D正确。
故选BD。
(4)CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ•mol-1,K=c(CH3OH)/c(CO)c2(H2),正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,曲线a正确反映平衡常数K随温度变化关系,故答案为:a。
(5)由图可知,压强一定时,随温度的升高, CO的转化率减小, CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g) △H=-90.8 kJ•mol-1,正反应为放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,平衡体系中CO的量增大,所以随温度升高,CO的转化率减小;正反应是气体分子数减小的反应,增大压强,有利于平衡向正反应方向移动,CO的转化率增大,故增大压强有利于CO的转化率升高,故压强为:P3>P2>P1,故答案为:减小;反应为放热反应,平衡向左移动,使得体系中CO的量增大,使CO得转化率降低 ;P3>P2>P1。
(6) CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)
起始(mol) 1 2 0
转化(mol) 0.8 1.6 0.8
平衡(mol) 0.2 0.4 0.8
容器体积为0.1L,平衡时CO的浓度为2mol/L,H2的浓度为4 mol/L,CH3OH的浓度为8 mol/L,K= c(CH3OH)/c(CO)c2(H2)=8/2×42=0.25。x随n变化的示意图:
故答案为:0.25;。
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