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【化学】黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高二上学期期中考试(解析版)
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黑龙江省大庆实验中学2018-2019学年高二上学期期中考试
1.现有以下几种措施:①对燃烧煤产生的尾气进行除硫处理;②少用原煤做燃料;③燃煤时鼓入足量空气;④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
【答案】B
【解析】
【分析】
二氧化硫是引起酸雨的主要气体;原煤中含有硫,少用原煤做燃料可以减少二氧化硫的排放;燃煤时鼓入足量空气,不能减少二氧化硫的排放;开发清洁能源,减少煤炭的燃烧,从而减少二氧化硫的排放。
【详解】二氧化硫是引起酸雨的主要气体,对燃烧煤产生的尾气进行除硫处理,能减少酸雨产生,故①正确;原煤中含有硫,少用原煤做燃料可以减少二氧化硫的排放,减少酸雨产生,故②正确;燃煤时鼓入足量空气,不能减少二氧化硫的排放,不能减少酸雨产生,故③错误;开发清洁能源,减少煤炭的燃烧,从而减少二氧化硫的排放,能减少酸雨产生,故④正确;选B。
2.下列溶液一定呈碱性的是
A. 强碱弱酸盐溶液 B. c(OH-)> c(H+)的溶液
C. 滴加甲基橙显黄色的溶液 D. pH大于7的溶液
【答案】B
【解析】
【分析】
有的强碱弱酸的酸式盐溶液显酸性,如NaHSO3溶液呈酸性;根据c(OH-)、c(H+)的相对大小判断酸碱性;甲基橙的变色范围是3.14.4;常温下,pH大于7的溶液呈碱性,低温条件下,pH大于7的溶液不一定呈碱性。
【详解】强碱弱酸的酸式盐溶液有的显酸性,如NaHSO3溶液呈酸性,故A错误;根据c(OH-)、c(H+)的相对大小判断酸碱性,c(OH-)>c(H+)的溶液一定呈碱性,故B正确;甲基橙的变色范围是3.14.4,滴加甲基橙显黄色的溶液可能呈酸性或中性,故C错误;常温下,pH大于7的溶液呈碱性,低温条件下,pH大于7的溶液不一定呈碱性,故D错误。
3.对于溶液中的反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 +2MnSO4 +K2SO4+8H2O 下列措施一定能使反应的速率提高的是
A. 加水 B. 加入同浓度的FeSO4溶液
C. 向溶液中滴加稀硫酸 D. 加入少量的高锰酸钾固体
【答案】D
【解析】
【分析】
加水,浓度减小,反应速率减慢;加入同浓度的FeSO4溶液,溶液体积增大,使KMnO4、H2SO4浓度减小;向溶液中滴加稀硫酸,反应物KMnO4、FeSO4浓度减小;加入少量的高锰酸钾固体,KMnO4的浓度增大、FeSO4、H2SO4的浓度不变。
【详解】加水,浓度减小,反应速率减慢,故不选A;加入同浓度的FeSO4溶液,溶液体积增大,使KMnO4、H2SO4浓度减小,反应速率减慢,故不选B;向溶液中滴加稀硫酸,反应物KMnO4、FeSO4浓度减小,所以反应速率不一定加快,故不选C;加入少量的高锰酸钾固体,KMnO4的浓度增大、FeSO4、H2SO4的浓度不变,所以反应速率一定加快,故选D。
4.下列说法正确的是
A. 缩小体积增大压强,活化分子百分数增加,化学反应速率增大
B. 升高温度,单位体积内分子总数不变,但活化分子数增加了,化学反应速率增大
C. 使用催化剂,增加了分子的能量,活化分子百分数增加,化学反应速率增大
D. 增大反应物浓度,活化分子百分数增加,化学反应速率增大
【答案】B
【解析】
【分析】
缩小体积增大压强,活化分子百分数不变;升高温度,活化分子百分数增加;使用催化剂,分子的能量不变;增大反应物浓度,活化分子百分数不变;
【详解】缩小体积增大压强,活化分子百分数不变,故A错误;升高温度,分子能量增加,活化分子数增多,活化分子百分数增加,所以化学反应速率增大,故B正确;使用催化剂,分子的能量不变,活化能降低,活化分子百分数增加,化学反应速率增大,故C错误;加入反应物,增加分子总数,而活化分子百分数不变,单位体积活化分子的总数增多,化学反应速率增大,故D错误;
【点睛】本题考查影响化学反应速率的因素,注意温度、浓度、压强、催化剂对活化分子数、活化分子百分数、活化能的影响;以及对化学反应速率的影响。
5.一定条件下,发生反应:①M(s)+N(g) ⇌R(g) ΔH= - Q1 kJ/mol
②2 R(g)+N(g) ⇌2T(g) ΔH= - Q2 kJ/mol(已知Q1、Q2、Q3均为正值)
下列说法正确的是
A. 1molR(g)的能量总和大于1molM(s)与1molN(g)的能量总和
B. 将2mol R(g)与1molN(g)充分混合,在一定条件下充分反应,放出热量Q2 kJ
C. 当1molM(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失),放出热量(Q1+0.5Q2)kJ
D. M(g)+N(g) ⇌R(g) ΔH= - Q3 kJ/mol,则Q3 < Q1
【答案】C
【解析】
试题分析:A、反应①为放热反应,1 mol R(g)的能量总和小于1 mol M(s)与1 mol N(g) 的能量总和,错误; B、反应②为可逆反应,可逆反应不能进行到底,将2 mol R (g)与1 mol N(g)在该条件下充分反应,放出热量小于Q2kJ,错误;C、根据反应①、②,利用盖斯定律分析知,当1 mol M(s)完全转化为T (g)时(假定无热量损失),放出热量Q1+Q2/2kJ,正确;D、1 molM(g)具有的能量大于1 molM(s),结合反应①知,M(g)+N(g)R(g) △H=-Q3kJ·mol-1, 则Q3>Q1,错误。
考点:考查化学反应与能量变化。
6.已知4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.9 kJ·mol-1。一定条件下,向1 L密闭容器中投入0.8 mol的NH3和1.6 mol的O2,发生上述反应,第2 min和第4 min时NH3的物质的量分别为0.6 mol和0.3 mol。下列说法中不正确的是
A. 上述反应的逆反应的活化能不小于905.9 kJ·mol-1
B. 反应在第2 min到第4 min时,O2的平均速率为0.15 mol·L-1·min-1
C. 反应第2 min时改变了某一条件,该条件可能是使用催化剂或升高温度
D. 平衡后降低压强,混合气体平均摩尔质量减小
【答案】B
【解析】
【分析】
焓变=正反应的活化能-逆反应的活化能;第2 min和第4 min时NH3的物质的量分别为0.6 mol和0.3 mol,第2 min到第4 min时消耗氨气0.3mol,则消耗氧气0.375mol;第0 min和第2min时NH3的物质的量分别为0.8 mol和0.6 mol,氨气的变化量是0.2mol,第2 min到第4 min时氨气的变化量是0.3mol;平衡后降低压强,平衡正向移动,气体物质的量增大。
【详解】焓变=正反应的活化能-逆反应的活化能,所以逆反应的活化能不小于905.9 kJ·mol-1,故A正确;第2 min和第4 min时NH3的物质的量分别为0.6 mol和0.3 mol,第2 min到第4 min时消耗氨气0.3mol,则消耗氧气0.375mol,所以反应在第2 min到第4 min时,O2的平均速率为 0.1875 mol·L-1·min-1,故B错误;第0 min和第2min时NH3的物质的量分别为0.8 mol和0.6 mol,氨气的变化量是0.2mol,第2 min到第4 min时氨气的变化量是0.3mol,反应第2 min时改变条件速率加快,所以改变的条件可能是使用催化剂或升高温度,故C正确;平衡后降低压强,平衡正向移动,气体物质的量增大,根据 ,混合气体平均摩尔质量减小,故D正确;选B。
7.下列现象不能用盐类水解知识解释的是
A. 明矾能用于净水 B. 泡沫灭火器的原理
C. 铜绿的生成 D. 配制FeCl2溶液时加入少量的盐酸
【答案】C
【解析】
【分析】
明矾净水,利用铝离子水解;泡沫灭火器利用Al3+、HCO3-双水解放出二氧化碳气体;铜绿的生成是Cu、O2、H2O、CO2反应生成碱式碳酸铜;配制FeCl2溶液时加入少量的盐酸抑制Fe2+水解。
【详解】明矾净水,利用铝离子水解,故不选A ;泡沫灭火器利用Al3+、HCO3-双水解放出二氧化碳气体,故不选B ;铜绿的生成是Cu、O2、H2O、CO2反应生成碱式碳酸铜,与水解无关,故选C;配制FeCl2溶液时加入少量的盐酸抑制Fe2+水解,故不选D。
8.下列有关说法中正确的是
A. 2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)在低温下能自发进行,则该反应的ΔH < 0
B. 反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔS < 0
C. 若ΔH > 0,ΔS < 0,化学反应在任何温度下都能自发进行
D. 加入合适的催化剂能降低反应活化能,从而改变反应的焓变
【答案】A
【解析】
【分析】
根据反应方向的综合判据,ΔS < 0、ΔH < 0的反应,在低温下能自发进行;反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加;若ΔH > 0,ΔS < 0,任何温度下都大于0;加入合适的催化剂能降低反应活化能,不能改变反应的焓变。
【详解】根据反应方向的综合判据,ΔS < 0、ΔH < 0的反应,在低温下能自发进行,2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g),气体物质的量减小,ΔS < 0,在低温下能自发进行,所以该反应的ΔH < 0,故A正确;反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加,所以ΔS > 0,故B错误;若ΔH > 0,ΔS < 0,任何温度下都大于0,所以化学反应在任何温度下都不能自发进行,故C错误;加入合适的催化剂能降低反应活化能,不能改变反应的焓变,故D错误。
9.0.1 mol·L-1氨水10 mL,加蒸馏水稀释到1 L后,下列变化中正确的是
①电离程度增大 ②c(NH3·H2O)增大 ③NH数目增多 ④c(OH-)增大 ⑤导电性增强 ⑥c(H+)增大
A. ①②③ B. ①③⑤ C. ①③⑥ D. ②④⑥
【答案】C
【解析】
【分析】
NH3·H2O作为弱电解质加水稀释,电离平衡向右移动,电离程度增大,c(NH3·H2O)减小,NH4+和OH-的数目增多,但c(OH-)、c(NH4+)减小,导致溶液的导电性减弱;由于KW不变,c(OH-)减小,所以c(H+)增大。
【详解】①因加水促进弱电解质的电离,则氨水的电离程度增大,故①正确;②加水时电离平衡正向移动,n(NH3•H2O)减小,且溶液的体积变大,则c(NH3•H2O)减小,故②错误;③加水时电离平衡正向移动,n(NH4+)增大,由N=n×NA,则NH4+数目增多,故③正确;④加水时电离平衡正向移动,n(OH-)增大,但溶液的体积变大,则c(OH-)减小,故④错误;⑤加水稀释时,溶液中的离子的浓度减小,则导电性减弱,故⑤错误;由于KW不变,c(OH-)减小,所以c(H+)增大,故⑥正确;选C。
【点睛】本题考查了弱电解质的电离,明确弱电解质电离程度与溶液浓度的关系是解本题关键,知道稀释过程中各种微粒浓度变化,特别是在温度不变的情况下,KW不变,若c(OH-)减小,则c(H+)增大。
10.下列有关化学反应速率和化学平衡影响的图象,其中图象和实验结论表达错误的是
A. a是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图象,正反应ΔH > 0
B. b是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象,Ⅰ是使用催化剂时的曲线
C. c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象,压强p1 > p2
D. d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl固体后化学反应速率随时间变化的图象
【答案】CD
【解析】
【分析】
A.升高温度,平衡向吸热方向移动,根据反应方向判断反应热; B.催化剂能同等程度的改变正逆反应速率,平衡不移动; C. A的转化率随着B的增加而增大;D.氯化钾不影响平衡移动。
【详解】A.根据图象知,升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应的△H>0,故A正确; B.使用催化剂,反应速率加快,缩短反应时间,所以先达到平衡状态,所以a是使用催化剂时的曲线,故B正确; C.不断加入B,A的转化率增大,故C错误; D.该反应实质为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,钾离子和氯离子不参加反应,则KCl浓度增大化学平衡不移动,故D错误;选CD。
【点睛】本题考查了图象分析,会根据图象中曲线变化趋势、拐点、交点来确定平衡移动方向,注意A中正逆反应速率相等后才是改变条件后平衡的移动,为易错点。
11.下列各离子方程式中,属于水解反应的是
A. HCO3-+H2O ⇌H3O++CO32- B. NH3+H2O ⇌OH-+NH4+
C. AlO2- + 2H2O ⇌ Al(OH)3 + OH- D. CO32-+H3O+ = H2O+HCO3-
【答案】C
【解析】
【分析】
HCO3-+H2O ⇌H3O++CO32-是HCO3-的电离方程式;NH3+H2O ⇌OH-+NH4+是电离方程式;AlO2- 结合水电离的氢离子生成氢氧化铝;CO32-+H2O⇌ HCO3-+ OH-是CO32-的水解方程式。
【详解】HCO3-+H2O ⇌H3O++CO32-是HCO3-的电离方程式,HCO3-水解方程式是HCO3-+H2O ⇌H2CO3+OH-,故A错误;NH3+H2O ⇌OH-+NH4+是NH3H2O的电离方程式,故B错误;AlO2- 结合水电离的氢离子生成氢氧化铝,AlO2- + 2H2O ⇌ Al(OH)3 + OH-是水解方程式,故C正确;CO32-的水解方程式是CO32-+H2O⇌ HCO3-+ OH-,故D错误;选C。
12.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:a(g)+b(g) ⇌ 2c(g) △H1<0; x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0,进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是
A. 等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B. 等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C. 等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D. 等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
【答案】A
【解析】
【分析】
等压时,通入惰性气体,体积增大,相当于减压,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动,反应放热,容器内温度升高,a(g)+b(g) ⇌ 2c(g) △H1<0反应逆向移动;等压时,通入z气体,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0,反应逆向移动;等容时,通入惰性气体,反应体系中,各物质浓度不变;等容时,通入z气体,z浓度增大,反应x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动;
【详解】等压时,通入惰性气体,体积增大,相当于减压,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动,反应放热,容器内温度升高,a(g)+b(g) ⇌ 2c(g) △H1<0反应逆向移动,c的物质的量减小,故A错误;等压时,通入z气体,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0,反应逆向移动,反应器中温度升高,故B正确;等容时,通入惰性气体,反应体系中,各物质浓度不变,所以反应速率不变,故C正确;等容时,通入z气体,z浓度增大,反应x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动,y的物质的量浓度增大,故D正确;选A。
13.相同的温度,相同体积(体积恒定)的甲、乙两容器,在甲容器中充入1g NO2,在乙容器中充入2g NO2,发生如下反应:2NO2( g ) ⇌N2O4( g ),下列叙述错误的是
A. 化学反应速度:乙>甲 B. 平衡后NO2的浓度:乙>甲
C. 平衡时NO2的转化率:甲>乙 D. 平衡时N2O4的体积分数:甲>乙
【答案】CD
【解析】
【分析】
相同的温度,相同体积(体积恒定)的甲、乙两容器,在甲容器中充入1g NO2,在乙容器中充入2g NO2,乙中投料是甲的2倍,乙与甲相比,相当于加压;
【详解】相同的温度,相同体积(体积恒定)的甲、乙两容器,在甲容器中充入1g NO2,在乙容器中充入2g NO2,乙中投料是甲的2倍,乙与甲相比,相当于加压;乙的压强大于甲,所以化学反应速度:乙>甲,故A正确;乙中投料是甲的2倍,所以平衡后NO2的浓度:乙>甲,故B正确;乙与甲相比,相当于加压,加压平衡正向移动,NO2的转化率增大,故C错误;乙与甲相比,相当于加压,加压平衡正向移动,N2O4的体积分数增大,故D错误。选CD。
14.常温下有体积相同的四种溶液①pH=3的CH3COOH溶液 ②pH=3的盐酸 ③pH=11的氨水 ④pH=11的NaOH溶液。下列说法正确的是
A. ②和③混合,所得混合溶液的pH大于7
B. ①②中分别加入适量的醋酸钠固体后,两溶液的pH均增大
C. ①与②分别与足量的镁粉反应,生成H2的量:① < ②
D. V1 L ④与V2 L ①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1 < V2
【答案】AB
【解析】
【分析】
NH3·H2O是弱电解质,HCl是强电解质,pH=3的盐酸、pH=11的氨水等体积混合,氨水过量;醋酸钠抑制醋酸电离,盐酸与醋酸钠反应生成弱电解质醋酸;pH=3的CH3COOH溶液的浓度大于pH=3的盐酸;醋酸是弱酸,c(CH3COOH)>c(NaOH),若等体积混合,醋酸有剩余,溶液呈酸性;
【详解】②pH=3的盐酸c(H+)= 10-3mol/L,③pH=11的氨水c(OH-)=10-3mol/L盐酸是强酸完全电离,一水合氨是弱碱部分电离,c(HCl)= c(H+), c(NH3·H2O) > c(OH-)= C(HCl),②和③混合,因为碱过量,所以所得混合溶液的pH大于7,故A正确;醋酸钠抑制醋酸电离,盐酸与醋酸钠反应生成弱电解质醋酸,所以①②中分别加入适量的醋酸钠固体后,两溶液的pH均增大,故B正确;pH=3的CH3COOH溶液的浓度大于pH=3的盐酸,所以体积相同的pH=3的CH3COOH溶液和pH=3的盐酸,醋酸的物质的量大于盐酸,分别与足量的镁粉反应,生成H2的量:醋酸>盐酸,故C错误;醋酸是弱酸,pH=3的醋酸溶液的c(CH3COOH)>pH=11的NaOH溶液的c(NaOH),若等体积混合,醋酸有剩余,溶液呈酸性,若使溶液呈中性,氢氧化钠溶液体积大于醋酸溶液,故D错误。选AB。
【点睛】本题考查弱电解质电离和溶液的pH的问题,溶液酸碱性由氢离子和氢氧根离子浓度相对大小比较判断,注意弱电解质存在电离平衡是解题关键。
15.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知2H2(g)+O2(g) =2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为285.8kJ/mol
B. 已知C(石墨,s)= C(金刚石,s);△H>0,则金刚石比石墨稳定
C. 含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H=-57.4kJ/mol
D. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1; 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,则△H1>△H2
【答案】A
【解析】
【分析】
氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量;能量越低越稳定;醋酸是弱电解质,醋酸电离吸热;同物质的量碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成CO放出的热量。
【详解】氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量,2H2(g)+O2(g) =2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol,所以氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,故A正确;C(石墨,s)= C(金刚石,s) △H>0,则金刚石的能量大于石墨,所以石墨比金刚石稳定,故B错误;醋酸电离吸热,所以1mol醋酸与1mol氢氧化钠反应放出的热量小于57.4kJ,故C错误;同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成CO放出的热量,所以2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1; 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,△H1<△H2,故D错误。选A。
16.下列溶液中微粒浓度的关系正确的是
A. 常温下,0.1 mol/L NaHC2O4溶液的pH<7:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(H+)>c(C2O42-)
B. NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(OH-)=c(CO32-)+c(H+)
C. 向0.1mol/L的CH3COONa溶液中加入少量NaHSO4固体,所得溶液中:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)-c(SO42-)
D. 常温下,pH相同的①NH4Cl、②NH4Al(SO4)2、③(NH4)2SO4三种溶液中c(NH):①>③>②
【答案】C
【解析】
【分析】
0.1 mol/L NaHC2O4溶液的pH<7,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度;根据质子守恒,NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO32-)+c(OH-);根据物料守恒分析C选项;c(NH)越大,水解后酸性越强,氯离子、硫酸根离子对铵根离子水解无影响,铝离子抑制铵根离子水解;
【详解】0.1 mol/L NaHC2O4溶液的pH<7,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,所以c(H2C2O4)②,故D错误。选C。
17.相同温度下,体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:X2(g)+3Y2(g) 2XY3(g) △H=-92.6 kJ·mol-1,实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡时体系能量变化的数值
X2
Y2
XY3
①
1
3
0
23.15 kJ
②
0.6
1.8
0.8
Q(Q>0)kJ
下列叙述正确的是
A. 容器①、②中反应的平衡常数不相等
B. 达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol·L-1
C. 容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q kJ
D. 若容器①体积为 0.20 L,则达平衡时放出的热量大于23.15 kJ
【答案】BD
【解析】
【分析】
平衡常数只与温度有关;在相同温度下反应在容积相等的容器内进行,对于②来说,假设0.8mol的XY3是消耗X2、Y2反应产生的,则反应开始时X2、Y2的物质的量是1.0mol、3.0mol,与①相同,所以①②是等效平衡。由于加入1mol的X2、3mol的Y2反应达到平衡时放出热量是23.15KJ,则反应消耗的X2的物质的量是23.15kJ÷ 92.6kJ/mol =0.25mol,则达到平衡时产生XY3的物质的量是0.50mol。
【详解】由于反应是在相同温度下进行的,所以反应达到平衡时容器①、②中反应的平衡常数相等,故A错误;在相同温度下反应在容积相等的容器内进行,对于②来说,假设0.8mol的XY3是消耗X2、Y2反应产生的,则反应开始时X2、Y2的物质的量是1.0mol、3.0mol,与①相同,由于加入1mol的X2、3mol的Y2反应达到平衡时放出热量是23.15KJ,则反应消耗的X2的物质的量是23.15kJ÷ 92.6kJ/mol =0.25mol,则达到平衡时产生XY3的物质的量是0.50mol,其平衡浓度均为0.50mol÷0.25L=2 mol/L,故B正确;容器①、②的平衡状态等效,逆反应是吸热反应,由于容器②中开始加入了0.8mol的 XY3,达到平衡时产生XY3的物质的量是0.50mol,反应逆向进行,所以反应达到平衡时吸收Q kJ能量,故C错误;若将容器①体积缩小为0.20 L,由于减小体积,也就增大压强,平衡向气体体积减小的正反应方向移动,所以达平衡时放出的热量大于23.15 kJ,故D正确。
18.向20mL 0.5mol/L的氨水中逐滴加入等物质的量浓度的盐酸,测定混合溶液的温度变化如图所示.下列关于混合溶液的说法错误的是
A. 从a点到b点,混合溶液不可能存在:c(Cl-)=c(NH4+)
B. 由水电离的c(H+):b点>c点
C. NH3·H2O的电离程度:b点>a点
D. b点到c点,混合溶液中可能存在:c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
【答案】A
【解析】
【分析】
从a点到b点,溶液由碱性 中性酸性; b点溶质为氯化铵,氯化铵水解促进水电离,c点是盐酸和氯化铵的混合液,盐酸抑制水电离;盐酸促进NH3·H2O的电离;氯化铵和盐酸混合,当盐酸的物质的量浓度等于氯化铵的物质的量浓度时,出现c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)。
【详解】从a点到b点,b点为氯化铵溶液,b点溶液呈酸性,溶液由碱性恰好变为中性时c(Cl-)=c(NH4+),从a点到b点,混合溶液可能存在:c(Cl-)=c(NH4+),故A错误;b点溶质为氯化铵,氯化铵水解促进水电离,c点是盐酸和氯化铵的混合液,盐酸抑制水电离,所以由水电离的c(H+):b点>c点,故B正确;盐酸促进NH3·H2O的电离,b点加入的盐酸大于a点,所以NH3·H2O的电离程度:b点>a点,故C正确;从b点到c点,盐酸过量,溶液中的溶质是氯化铵和盐酸,c点时盐酸的物质的量浓度等于氯化铵的物质的量浓度,混合溶液中存在:c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-),b点到c点,接近c点也可以出现此种排序,故D正确;选A。
19.防治雾霾天气的主要措施有机动车临时交通管制、工矿企业停业限产、扬尘污染控制等。
(1)PM2.5是环保部门监测空气质量的重要指标。将某PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样,测得试样中无机离子(OH-忽略不计)的种类和平均浓度如下表:
离子种类
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
浓度(mol/L)
2.0×10-6
2.8×10-5
3.5×10-5
6.0×10-5
则试样的pH为________________________。
(2)一定条件下,以CO和H2合成清洁能源CH3OH,其热化学方程式为CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH,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三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是______________。压强:p1__________p2(填“>”“<”或“=”)。在T1条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
②若在恒温恒容条件下进行上述反应,能表示该可逆反应达到平衡状态的是_________(填字母)。
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的密度保持不变
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度
③向恒压密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2,在p2、T2条件下达到平衡状态C点,此时容器容积为2 L,则在该条件下反应的平衡常数K为_________________________。
【答案】 (1). 4 (2). < (3). KA=KB>KC (4). < (5). > (6). AC (7). 1 (L/mol)2
【解析】
【分析】
(1)根据电荷守恒计算c(H+);(2)①根据图像可知,升高温度,CO的平衡转化率减小,平衡逆向移动;K只与温度有关,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小;CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g),正反应气体物质的量减少,增大压强平衡正向移动,CO转化率增大;在T1条件下,由D点到B点过程中,CO转化率增大,反应正向进行;②当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些变量也不发生变化时,一定达到平衡状态。③在p2、T2条件下达到平衡状态C点,CO的平衡转化率为0.5,利用“三段式”计算平衡常数;
【详解】(1)根据电荷守恒,c(H+)= 2×3.5×10-5+6.0×10-5-2.0×10-6-2.8×10-5=1×10-4 mol/L,所以pH=4;(2)①根据图像可知,升高温度,CO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,所以正反应放热,ΔH<0;K只与温度有关,A、B温度相同,所以KA=KB,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,BC温度升高,所以KB>KC,故KA=KB>KC;CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g),正反应气体物质的量减少,增大压强平衡正向移动,CO转化率增大,温度下,B点转化率大于A,所以B压强大于A,p1v(逆);②反应过程中CO的体积分数是变量,当CO的体积分数保持不变时,一定达到平衡状态,故选A;根据 ,反应过程中密度是恒量,容器内混合气体的密度保持不变,不一定平衡,故不选B;根据 ,反应过程中,气体物质的量是变量,所以平均摩尔质量是变量,容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变,一定平衡,故选C;单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度,都是正反应速率,不一定平衡,故不选D。③在p2、T2条件下达到平衡状态C点,CO的平衡转化率为0.5,
CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g)
开始 2mol 4mol 0
转化 1mol 2mol 1mol
平衡 1mol 2mol 1mol
1 (L/mol)2。
20.水的电离平衡曲线如图所示。
(1)若以A点表示25 ℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度升到100 ℃时,水的电离平衡状态到B点,则100 ℃时,水的离子积为______________。
(2)常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100 ℃的恒温,欲使混合溶液pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比为_______________________。
(3)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解的离子方程式为_________________________,由水电离出的c(OH-)=_______________mol·L-1。
(4)等体积的下列溶液中,阴离子的总物质的量最大的是_____________(填序号)。
①0.1 mol·L-1的CuSO4溶液 ②0.1 mol·L-1的Na2CO3
③0.1 mol·L-1的KCl ④0.1 mol·L-1的NaHCO3
(5)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是:H2A===H++HA-,HA-⇌H++A2-。
①则Na2A溶液显__________(填“酸性”“中性”或“碱性”);NaHA溶液显__________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
②现有0.1 mol·L-1 Na2A的溶液,其中各种微粒浓度关系正确的是__________(填字母)。
A.c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)
B.c(Na+)=2c(HA-)+2c((A2-)+2c(H2A)
C.c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(A2-)+c(OH-)
D.c(OH-)=c(HA-)+c(H+)
【答案】 (1). 10-12 (2). 2:9 (3). CO32-+H2O⇌HCO+OH-、HCO+H2O⇌H2CO3+OH- (4). 10-3 (5). ② (6). 碱性 (7). 酸性 (8). AD
【解析】
【分析】
(1)KW=c(H+)·c(OH-);(2)常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100 ℃的恒温,使混合溶液pH=7,此时溶液呈碱性,根据 计算Ba(OH)2与盐酸的体积比;(3)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,碳酸根离子分步水解;水解促进水电离,所以由水电离出的c(OH-)等于溶液中氢氧根离子的浓度;(4)Cl-、SO42-是强酸根离子,不水解,CO32-、HCO3-
都能水解,且水解程度CO32->HCO3-;(5)①HA-⇌H++A2-可逆,所以A2-水解;H2A===H++HA-不可逆,HA-只电离不水解;②Na2A的溶液存在A2-+H2O⇌HA-+ OH-、H2O⇌H++OH-两个平衡;H2A第一步电离完全,溶液中没有H2A分子;c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(A2-)+c(OH-)不符合电荷守恒; c(OH-)=c(HA-)+c(H+)符合质子守恒。
【详解】(1)KW=c(H+)·c(OH-),所以100 ℃时,水的离子积为= ;(2)常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100 ℃的恒温,使混合溶液pH=7,此时溶液呈碱性,, ,解得2:9; (3)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,碳酸根离子分步水解,水解离子方程式是CO32-+H2O⇌HCO+OH-、HCO+H2O⇌H2CO3+OH-;水解促进水电离,所以由水电离出的c(OH-)等于溶液中氢氧根离子的浓度,即由水电离出的c(OH-)=10-3mol·L-1;(4)Cl-、SO42-是强酸根离子,不水解,CO32-、HCO3-都能水解,且水解程度CO32->HCO3-,所以阴离子总数最大的是0.1 mol·L-1的Na2CO3,选②;(5)①HA-⇌H++A2-可逆,所以A2-水解,Na2A溶液显碱性;H2A===H++HA-不可逆,HA-只电离不水解,所以NaHA溶液显酸性;②Na2A的溶液存在A2-+H2O⇌HA-+ OH-、H2O⇌H++OH-两个平衡,所以c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-),故A正确;Na2A的溶液Na、A原子个数比是2:1,H2A第一步电离完全,溶液中没有H2A分子,根据物料守恒,c(Na+)=2c(HA-)+2c((A2-),故B错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),故C错误;根据质子守恒,c(OH-)=c(HA-)+c(H+),故D正确;
【点睛】判断离子浓度大小要抓住“两小”:①盐的水解程度小,故未水解的粒子数目远多于水解生成的粒子数目;②弱电解质电离程度小,故未电离的弱电解质分子数远多于已电离出离子数目。
21.亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过反应:2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)获得。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
则K3=__________(用K1、K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示(亚硝酰氯的结构为Cl-N=O):
化学键
N≡O (NO)
Cl-Cl
Cl-N
N=O
键能/(kJ/mol)
630
243
a
607
则反应2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的ΔH和a的关系为ΔH= _______________kJ/mol。
(3)300℃时,2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式为v(正)=k·cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如表所示:
序号
c(ClNO)/(mol/L)
v/(x10-8mol·L-1·S-1)
①
0.30
0.36
②
0.60
1.44
③
0.90
3.24
n=________________;k=__________________________。
(4)按投料比[n(NO):n(Cl2)=2:1]把 NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图A所示:
①在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为______________。
②若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 x体积分数)。
(5)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图B所示,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是______________点,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的____________点。
【答案】 (1). K12/K2 (2). 289-2a (3). 2 (4). 4×10-8 L/(mol·s) (5). 40% (6). 5/p (7). A (8). D
【解析】
【分析】
(1)①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) 的平衡常数K1= ,② 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的平衡常数K2 =;(2)焓变=反应物的总键能-生成物的总键能;(3)将得n,将n代入①中得k;(4)①NO的体积分数即物质的量分数,利用“三段式”计算平衡后NO的物质的量分数;分压=总压体积分数,则NO、Cl2、ClNO的分压强分别是、、;(5)NO的物质的量越小其转化率越大;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时较C点NO的物质的量大,平衡右移,产物的含量增大。
【详解】(1)①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)平衡常数K1= ,②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)平衡常数K2 =,则4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×①-②得到,所以K= K12/ K2;(2)2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的ΔH= kJ/mol;(3)υ正=k•cn(ClNO),则,解得n=2;将n代入①中得 ,解得k=4.0×10-8L/(mo1•s);(4)①设反应前氯气的物质的量是amol,则n(NO)=2amol
2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)
初始 2a a 0
变化 a 0.5a a
平衡 a 0.5a a
在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为 = 40%;
②NO、Cl2、ClNO的分压强分别是、、,Kp=5/p ;(5)NO的物质的量越大其转化率越小,所以NO转化率最大的是A点;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大;当n(NO)/n(Cl2)=1.5时较C点NO的物质的量大,平衡右移,产物的含量增大,应为D点;
22.某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂。请回答下列问题:
(1)观察下图(左),标准液盐酸应放入___________滴定管中。(填“甲”或“乙”)
(2)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视__________________________________,滴定终点的现象为_______________。
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如上图(右)所示,则起始读数为___________mL,所用盐酸溶液的体积为___________________mL。
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示:
依据表中数据计算该NaOH溶液的物质的量浓度________________。
(5)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是_____________(填字母序号)。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
【答案】 (1). 甲 (2). 锥形瓶中溶液的颜色变化 (3). 当滴入最后一滴盐酸时,溶液刚好由黄色变为橙色且在半分钟内溶液颜色保持不变。 (4). 0.00 (5). 26.10 (6). 0.1044 mol·L-1 (7). D
【解析】
【分析】
(1)酸性液体盛入酸式滴定管中;(2)眼睛观察的是锥形瓶内指示剂颜色的变化,而不是滴定管中液体的体积变化;判断滴定终点时,注意在指示剂颜色发生变化后,半分钟内不再复原,停止滴定;(3)滴定管的0刻度在上;(4)第二组数据,误差太大,舍去,取第一次和第二次盐酸体积计算平均值,根据c(酸)v(酸)=c(碱)v(碱),计算NaOH溶液的物质的量浓度。(5)根据c(待测)=分析误差。
【详解】(1)甲是酸式滴定管、乙是碱式滴定管,酸性液体盛入酸式滴定管中,所以标准液盐酸应放入甲中;(2)用标准盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,滴定终点的现象为当滴入最后一滴盐酸时,溶液刚好由黄色变为橙色且在半分钟内溶液颜色保持不变。(3)滴定管的0刻度在上,由图可知:滴定前刻度0.00,滴定后刻度26.10,溶液体积26.10;(4)第二组数据,误差太大,舍去,取第一次和第二次盐酸体积的平均值:V= (26.11+26.09)/2= 26.10 mL,根据c(酸)v(酸)=c(碱)v(碱),0.1mol/L26.10 mL= c(NaOH)25.00 mL,c(NaOH)=0.1044 mol/L;(5)酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)偏大,故A不符合;B、滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)无影响,故B不符合;C选项酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)偏大,故C不符合;D选项,读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)偏低,故D符合。
23.25 ℃时,电离平衡常数:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8
回答下列问题:
(1)物质的量浓度为0.1 mol/L的下列四种物质的溶液,pH由大到小的顺序是___________(填编号)。
a.Na2CO3 b.NaClO c.CH3COONa d.NaHCO3
(2)常温下0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定变小的是_______。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+)
(3)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程pH变化如图。则HX的电离常数___________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离常数;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)_________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液水电离出来的c(H+)。
(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=_______________________(填准确数值)。
(5)电离平衡常数是用实验的方法测定出来的,现已经测得25℃时c mol/L的HX的电离度为a,试表示该温度下HX的电离平衡常数K=_____________________。(用含“ c、a的代数式表示”)
【答案】 (1). a>b>d>c (2). A (3). 大于 (4). 大于 (5). 9.9×10-7 mol/L (6). ca2/(1-a)
【解析】
【分析】
(1)根据“越弱越水解”分析;(2)CH3COOH溶液加水稀释过程中,醋酸的电离程度增大,氢离子物质的量增大,氢离子浓度、醋酸根离子浓度减小,但氢氧根离子浓度增大;(3)稀释相同倍数,pH变化越大酸性越强;酸电离出的氢离子浓度越大,水电离出来的c(H+)越小;(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,c(H+)=10-6mol/L、c(OH-)= 10-8mol/L,根据电荷守恒计算c(CH3COO-)-c(Na+);(5)HX的电离平衡常数K=c(H+)c(X-)/c(HX)。
【详解】(1)电离平衡常数:CH3COOH> H2CO3> HClO > HCO3-,所以水解程度:CH3COO-NaClO>NaHCO3>CH3COONa ,即a>b>d>c;(2)CH3COOH溶液加水稀释过程中,醋酸的电离程度增大,氢离子物质的量增大,氢离子浓度、醋酸根离子浓度减小,但氢氧根离子浓度增大; ,醋酸根离子浓度减小,所以c(H+)/c(CH3COOH)增大;KW=c(H+)·c(OH-),温度不变,c(H+)·c(OH-)不变;氢氧根离子浓度增大,氢离子浓度减小,所以 c(OH-)/c(H+)增大,故选A;(3)稀释相同倍数,pH变化越大酸性越强,稀释相同倍数,HX的pH 变化大于CH3COOH,所以HX的电离常数大于醋酸的电离常数;稀释后,HX电离出的氢离子浓度小于醋酸电离出的氢离子,所以HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液水电离出来的c(H+);(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,c(H+)=10-6mol/L、c(OH-)= 10-8mol/L,根据电荷守恒c(CH3COO-)-c(Na+)= c(H+) - c(OH-)= 10-6mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7 mol/L;(5)HX的电离平衡常数K= c(H+)c(X-)/c(HX)= ca2/(1-a)。
【点睛】本题考查了电离平衡常数和酸性强弱的关系、弱酸加水稀释时各离子浓度的变化以及pH变化与酸性强弱的关系,盐的水解规律(越弱越水解)。
1.现有以下几种措施:①对燃烧煤产生的尾气进行除硫处理;②少用原煤做燃料;③燃煤时鼓入足量空气;④开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是
A. ①②③ B. ①②④ C. ①③④ D. ②③④
【答案】B
【解析】
【分析】
二氧化硫是引起酸雨的主要气体;原煤中含有硫,少用原煤做燃料可以减少二氧化硫的排放;燃煤时鼓入足量空气,不能减少二氧化硫的排放;开发清洁能源,减少煤炭的燃烧,从而减少二氧化硫的排放。
【详解】二氧化硫是引起酸雨的主要气体,对燃烧煤产生的尾气进行除硫处理,能减少酸雨产生,故①正确;原煤中含有硫,少用原煤做燃料可以减少二氧化硫的排放,减少酸雨产生,故②正确;燃煤时鼓入足量空气,不能减少二氧化硫的排放,不能减少酸雨产生,故③错误;开发清洁能源,减少煤炭的燃烧,从而减少二氧化硫的排放,能减少酸雨产生,故④正确;选B。
2.下列溶液一定呈碱性的是
A. 强碱弱酸盐溶液 B. c(OH-)> c(H+)的溶液
C. 滴加甲基橙显黄色的溶液 D. pH大于7的溶液
【答案】B
【解析】
【分析】
有的强碱弱酸的酸式盐溶液显酸性,如NaHSO3溶液呈酸性;根据c(OH-)、c(H+)的相对大小判断酸碱性;甲基橙的变色范围是3.14.4;常温下,pH大于7的溶液呈碱性,低温条件下,pH大于7的溶液不一定呈碱性。
【详解】强碱弱酸的酸式盐溶液有的显酸性,如NaHSO3溶液呈酸性,故A错误;根据c(OH-)、c(H+)的相对大小判断酸碱性,c(OH-)>c(H+)的溶液一定呈碱性,故B正确;甲基橙的变色范围是3.14.4,滴加甲基橙显黄色的溶液可能呈酸性或中性,故C错误;常温下,pH大于7的溶液呈碱性,低温条件下,pH大于7的溶液不一定呈碱性,故D错误。
3.对于溶液中的反应:2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 +2MnSO4 +K2SO4+8H2O 下列措施一定能使反应的速率提高的是
A. 加水 B. 加入同浓度的FeSO4溶液
C. 向溶液中滴加稀硫酸 D. 加入少量的高锰酸钾固体
【答案】D
【解析】
【分析】
加水,浓度减小,反应速率减慢;加入同浓度的FeSO4溶液,溶液体积增大,使KMnO4、H2SO4浓度减小;向溶液中滴加稀硫酸,反应物KMnO4、FeSO4浓度减小;加入少量的高锰酸钾固体,KMnO4的浓度增大、FeSO4、H2SO4的浓度不变。
【详解】加水,浓度减小,反应速率减慢,故不选A;加入同浓度的FeSO4溶液,溶液体积增大,使KMnO4、H2SO4浓度减小,反应速率减慢,故不选B;向溶液中滴加稀硫酸,反应物KMnO4、FeSO4浓度减小,所以反应速率不一定加快,故不选C;加入少量的高锰酸钾固体,KMnO4的浓度增大、FeSO4、H2SO4的浓度不变,所以反应速率一定加快,故选D。
4.下列说法正确的是
A. 缩小体积增大压强,活化分子百分数增加,化学反应速率增大
B. 升高温度,单位体积内分子总数不变,但活化分子数增加了,化学反应速率增大
C. 使用催化剂,增加了分子的能量,活化分子百分数增加,化学反应速率增大
D. 增大反应物浓度,活化分子百分数增加,化学反应速率增大
【答案】B
【解析】
【分析】
缩小体积增大压强,活化分子百分数不变;升高温度,活化分子百分数增加;使用催化剂,分子的能量不变;增大反应物浓度,活化分子百分数不变;
【详解】缩小体积增大压强,活化分子百分数不变,故A错误;升高温度,分子能量增加,活化分子数增多,活化分子百分数增加,所以化学反应速率增大,故B正确;使用催化剂,分子的能量不变,活化能降低,活化分子百分数增加,化学反应速率增大,故C错误;加入反应物,增加分子总数,而活化分子百分数不变,单位体积活化分子的总数增多,化学反应速率增大,故D错误;
【点睛】本题考查影响化学反应速率的因素,注意温度、浓度、压强、催化剂对活化分子数、活化分子百分数、活化能的影响;以及对化学反应速率的影响。
5.一定条件下,发生反应:①M(s)+N(g) ⇌R(g) ΔH= - Q1 kJ/mol
②2 R(g)+N(g) ⇌2T(g) ΔH= - Q2 kJ/mol(已知Q1、Q2、Q3均为正值)
下列说法正确的是
A. 1molR(g)的能量总和大于1molM(s)与1molN(g)的能量总和
B. 将2mol R(g)与1molN(g)充分混合,在一定条件下充分反应,放出热量Q2 kJ
C. 当1molM(s)完全转化为T(g)时(假定无热量损失),放出热量(Q1+0.5Q2)kJ
D. M(g)+N(g) ⇌R(g) ΔH= - Q3 kJ/mol,则Q3 < Q1
【答案】C
【解析】
试题分析:A、反应①为放热反应,1 mol R(g)的能量总和小于1 mol M(s)与1 mol N(g) 的能量总和,错误; B、反应②为可逆反应,可逆反应不能进行到底,将2 mol R (g)与1 mol N(g)在该条件下充分反应,放出热量小于Q2kJ,错误;C、根据反应①、②,利用盖斯定律分析知,当1 mol M(s)完全转化为T (g)时(假定无热量损失),放出热量Q1+Q2/2kJ,正确;D、1 molM(g)具有的能量大于1 molM(s),结合反应①知,M(g)+N(g)R(g) △H=-Q3kJ·mol-1, 则Q3>Q1,错误。
考点:考查化学反应与能量变化。
6.已知4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.9 kJ·mol-1。一定条件下,向1 L密闭容器中投入0.8 mol的NH3和1.6 mol的O2,发生上述反应,第2 min和第4 min时NH3的物质的量分别为0.6 mol和0.3 mol。下列说法中不正确的是
A. 上述反应的逆反应的活化能不小于905.9 kJ·mol-1
B. 反应在第2 min到第4 min时,O2的平均速率为0.15 mol·L-1·min-1
C. 反应第2 min时改变了某一条件,该条件可能是使用催化剂或升高温度
D. 平衡后降低压强,混合气体平均摩尔质量减小
【答案】B
【解析】
【分析】
焓变=正反应的活化能-逆反应的活化能;第2 min和第4 min时NH3的物质的量分别为0.6 mol和0.3 mol,第2 min到第4 min时消耗氨气0.3mol,则消耗氧气0.375mol;第0 min和第2min时NH3的物质的量分别为0.8 mol和0.6 mol,氨气的变化量是0.2mol,第2 min到第4 min时氨气的变化量是0.3mol;平衡后降低压强,平衡正向移动,气体物质的量增大。
【详解】焓变=正反应的活化能-逆反应的活化能,所以逆反应的活化能不小于905.9 kJ·mol-1,故A正确;第2 min和第4 min时NH3的物质的量分别为0.6 mol和0.3 mol,第2 min到第4 min时消耗氨气0.3mol,则消耗氧气0.375mol,所以反应在第2 min到第4 min时,O2的平均速率为 0.1875 mol·L-1·min-1,故B错误;第0 min和第2min时NH3的物质的量分别为0.8 mol和0.6 mol,氨气的变化量是0.2mol,第2 min到第4 min时氨气的变化量是0.3mol,反应第2 min时改变条件速率加快,所以改变的条件可能是使用催化剂或升高温度,故C正确;平衡后降低压强,平衡正向移动,气体物质的量增大,根据 ,混合气体平均摩尔质量减小,故D正确;选B。
7.下列现象不能用盐类水解知识解释的是
A. 明矾能用于净水 B. 泡沫灭火器的原理
C. 铜绿的生成 D. 配制FeCl2溶液时加入少量的盐酸
【答案】C
【解析】
【分析】
明矾净水,利用铝离子水解;泡沫灭火器利用Al3+、HCO3-双水解放出二氧化碳气体;铜绿的生成是Cu、O2、H2O、CO2反应生成碱式碳酸铜;配制FeCl2溶液时加入少量的盐酸抑制Fe2+水解。
【详解】明矾净水,利用铝离子水解,故不选A ;泡沫灭火器利用Al3+、HCO3-双水解放出二氧化碳气体,故不选B ;铜绿的生成是Cu、O2、H2O、CO2反应生成碱式碳酸铜,与水解无关,故选C;配制FeCl2溶液时加入少量的盐酸抑制Fe2+水解,故不选D。
8.下列有关说法中正确的是
A. 2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g)在低温下能自发进行,则该反应的ΔH < 0
B. 反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的ΔS < 0
C. 若ΔH > 0,ΔS < 0,化学反应在任何温度下都能自发进行
D. 加入合适的催化剂能降低反应活化能,从而改变反应的焓变
【答案】A
【解析】
【分析】
根据反应方向的综合判据,ΔS < 0、ΔH < 0的反应,在低温下能自发进行;反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加;若ΔH > 0,ΔS < 0,任何温度下都大于0;加入合适的催化剂能降低反应活化能,不能改变反应的焓变。
【详解】根据反应方向的综合判据,ΔS < 0、ΔH < 0的反应,在低温下能自发进行,2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)=2CaSO4(s)+2CO2(g),气体物质的量减小,ΔS < 0,在低温下能自发进行,所以该反应的ΔH < 0,故A正确;反应NH4Cl(s)=NH3(g)+HCl(g)的气体物质的量增加,所以ΔS > 0,故B错误;若ΔH > 0,ΔS < 0,任何温度下都大于0,所以化学反应在任何温度下都不能自发进行,故C错误;加入合适的催化剂能降低反应活化能,不能改变反应的焓变,故D错误。
9.0.1 mol·L-1氨水10 mL,加蒸馏水稀释到1 L后,下列变化中正确的是
①电离程度增大 ②c(NH3·H2O)增大 ③NH数目增多 ④c(OH-)增大 ⑤导电性增强 ⑥c(H+)增大
A. ①②③ B. ①③⑤ C. ①③⑥ D. ②④⑥
【答案】C
【解析】
【分析】
NH3·H2O作为弱电解质加水稀释,电离平衡向右移动,电离程度增大,c(NH3·H2O)减小,NH4+和OH-的数目增多,但c(OH-)、c(NH4+)减小,导致溶液的导电性减弱;由于KW不变,c(OH-)减小,所以c(H+)增大。
【详解】①因加水促进弱电解质的电离,则氨水的电离程度增大,故①正确;②加水时电离平衡正向移动,n(NH3•H2O)减小,且溶液的体积变大,则c(NH3•H2O)减小,故②错误;③加水时电离平衡正向移动,n(NH4+)增大,由N=n×NA,则NH4+数目增多,故③正确;④加水时电离平衡正向移动,n(OH-)增大,但溶液的体积变大,则c(OH-)减小,故④错误;⑤加水稀释时,溶液中的离子的浓度减小,则导电性减弱,故⑤错误;由于KW不变,c(OH-)减小,所以c(H+)增大,故⑥正确;选C。
【点睛】本题考查了弱电解质的电离,明确弱电解质电离程度与溶液浓度的关系是解本题关键,知道稀释过程中各种微粒浓度变化,特别是在温度不变的情况下,KW不变,若c(OH-)减小,则c(H+)增大。
10.下列有关化学反应速率和化学平衡影响的图象,其中图象和实验结论表达错误的是
A. a是其他条件一定时,反应速率随温度变化的图象,正反应ΔH > 0
B. b是在有无催化剂存在下建立的平衡过程图象,Ⅰ是使用催化剂时的曲线
C. c是一定条件下,向含有一定量A的容器中逐渐加入B时的图象,压强p1 > p2
D. d是在平衡体系的溶液中溶入少量KCl固体后化学反应速率随时间变化的图象
【答案】CD
【解析】
【分析】
A.升高温度,平衡向吸热方向移动,根据反应方向判断反应热; B.催化剂能同等程度的改变正逆反应速率,平衡不移动; C. A的转化率随着B的增加而增大;D.氯化钾不影响平衡移动。
【详解】A.根据图象知,升高温度,平衡向正反应方向移动,则正反应的△H>0,故A正确; B.使用催化剂,反应速率加快,缩短反应时间,所以先达到平衡状态,所以a是使用催化剂时的曲线,故B正确; C.不断加入B,A的转化率增大,故C错误; D.该反应实质为Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,钾离子和氯离子不参加反应,则KCl浓度增大化学平衡不移动,故D错误;选CD。
【点睛】本题考查了图象分析,会根据图象中曲线变化趋势、拐点、交点来确定平衡移动方向,注意A中正逆反应速率相等后才是改变条件后平衡的移动,为易错点。
11.下列各离子方程式中,属于水解反应的是
A. HCO3-+H2O ⇌H3O++CO32- B. NH3+H2O ⇌OH-+NH4+
C. AlO2- + 2H2O ⇌ Al(OH)3 + OH- D. CO32-+H3O+ = H2O+HCO3-
【答案】C
【解析】
【分析】
HCO3-+H2O ⇌H3O++CO32-是HCO3-的电离方程式;NH3+H2O ⇌OH-+NH4+是电离方程式;AlO2- 结合水电离的氢离子生成氢氧化铝;CO32-+H2O⇌ HCO3-+ OH-是CO32-的水解方程式。
【详解】HCO3-+H2O ⇌H3O++CO32-是HCO3-的电离方程式,HCO3-水解方程式是HCO3-+H2O ⇌H2CO3+OH-,故A错误;NH3+H2O ⇌OH-+NH4+是NH3H2O的电离方程式,故B错误;AlO2- 结合水电离的氢离子生成氢氧化铝,AlO2- + 2H2O ⇌ Al(OH)3 + OH-是水解方程式,故C正确;CO32-的水解方程式是CO32-+H2O⇌ HCO3-+ OH-,故D错误;选C。
12.在一个不导热的密闭反应器中,只发生两个反应:a(g)+b(g) ⇌ 2c(g) △H1<0; x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0,进行相关操作且达到平衡后(忽略体积改变所做的功),下列叙述错误的是
A. 等压时,通入惰性气体,c的物质的量不变
B. 等压时,通入z气体,反应器中温度升高
C. 等容时,通入惰性气体,各反应速率不变
D. 等容时,通入z气体,y的物质的量浓度增大
【答案】A
【解析】
【分析】
等压时,通入惰性气体,体积增大,相当于减压,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动,反应放热,容器内温度升高,a(g)+b(g) ⇌ 2c(g) △H1<0反应逆向移动;等压时,通入z气体,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0,反应逆向移动;等容时,通入惰性气体,反应体系中,各物质浓度不变;等容时,通入z气体,z浓度增大,反应x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动;
【详解】等压时,通入惰性气体,体积增大,相当于减压,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动,反应放热,容器内温度升高,a(g)+b(g) ⇌ 2c(g) △H1<0反应逆向移动,c的物质的量减小,故A错误;等压时,通入z气体,x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0,反应逆向移动,反应器中温度升高,故B正确;等容时,通入惰性气体,反应体系中,各物质浓度不变,所以反应速率不变,故C正确;等容时,通入z气体,z浓度增大,反应x(g)+3y(g) ⇌2z (g) △H2>0逆向移动,y的物质的量浓度增大,故D正确;选A。
13.相同的温度,相同体积(体积恒定)的甲、乙两容器,在甲容器中充入1g NO2,在乙容器中充入2g NO2,发生如下反应:2NO2( g ) ⇌N2O4( g ),下列叙述错误的是
A. 化学反应速度:乙>甲 B. 平衡后NO2的浓度:乙>甲
C. 平衡时NO2的转化率:甲>乙 D. 平衡时N2O4的体积分数:甲>乙
【答案】CD
【解析】
【分析】
相同的温度,相同体积(体积恒定)的甲、乙两容器,在甲容器中充入1g NO2,在乙容器中充入2g NO2,乙中投料是甲的2倍,乙与甲相比,相当于加压;
【详解】相同的温度,相同体积(体积恒定)的甲、乙两容器,在甲容器中充入1g NO2,在乙容器中充入2g NO2,乙中投料是甲的2倍,乙与甲相比,相当于加压;乙的压强大于甲,所以化学反应速度:乙>甲,故A正确;乙中投料是甲的2倍,所以平衡后NO2的浓度:乙>甲,故B正确;乙与甲相比,相当于加压,加压平衡正向移动,NO2的转化率增大,故C错误;乙与甲相比,相当于加压,加压平衡正向移动,N2O4的体积分数增大,故D错误。选CD。
14.常温下有体积相同的四种溶液①pH=3的CH3COOH溶液 ②pH=3的盐酸 ③pH=11的氨水 ④pH=11的NaOH溶液。下列说法正确的是
A. ②和③混合,所得混合溶液的pH大于7
B. ①②中分别加入适量的醋酸钠固体后,两溶液的pH均增大
C. ①与②分别与足量的镁粉反应,生成H2的量:① < ②
D. V1 L ④与V2 L ①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1 < V2
【答案】AB
【解析】
【分析】
NH3·H2O是弱电解质,HCl是强电解质,pH=3的盐酸、pH=11的氨水等体积混合,氨水过量;醋酸钠抑制醋酸电离,盐酸与醋酸钠反应生成弱电解质醋酸;pH=3的CH3COOH溶液的浓度大于pH=3的盐酸;醋酸是弱酸,c(CH3COOH)>c(NaOH),若等体积混合,醋酸有剩余,溶液呈酸性;
【详解】②pH=3的盐酸c(H+)= 10-3mol/L,③pH=11的氨水c(OH-)=10-3mol/L盐酸是强酸完全电离,一水合氨是弱碱部分电离,c(HCl)= c(H+), c(NH3·H2O) > c(OH-)= C(HCl),②和③混合,因为碱过量,所以所得混合溶液的pH大于7,故A正确;醋酸钠抑制醋酸电离,盐酸与醋酸钠反应生成弱电解质醋酸,所以①②中分别加入适量的醋酸钠固体后,两溶液的pH均增大,故B正确;pH=3的CH3COOH溶液的浓度大于pH=3的盐酸,所以体积相同的pH=3的CH3COOH溶液和pH=3的盐酸,醋酸的物质的量大于盐酸,分别与足量的镁粉反应,生成H2的量:醋酸>盐酸,故C错误;醋酸是弱酸,pH=3的醋酸溶液的c(CH3COOH)>pH=11的NaOH溶液的c(NaOH),若等体积混合,醋酸有剩余,溶液呈酸性,若使溶液呈中性,氢氧化钠溶液体积大于醋酸溶液,故D错误。选AB。
【点睛】本题考查弱电解质电离和溶液的pH的问题,溶液酸碱性由氢离子和氢氧根离子浓度相对大小比较判断,注意弱电解质存在电离平衡是解题关键。
15.下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A. 已知2H2(g)+O2(g) =2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol,则氢气的燃烧热为285.8kJ/mol
B. 已知C(石墨,s)= C(金刚石,s);△H>0,则金刚石比石墨稳定
C. 含20.0g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) △H=-57.4kJ/mol
D. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1; 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,则△H1>△H2
【答案】A
【解析】
【分析】
氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量;能量越低越稳定;醋酸是弱电解质,醋酸电离吸热;同物质的量碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成CO放出的热量。
【详解】氢气的燃烧热是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量,2H2(g)+O2(g) =2H2O(l);△H=-571.6kJ/mol,所以氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,故A正确;C(石墨,s)= C(金刚石,s) △H>0,则金刚石的能量大于石墨,所以石墨比金刚石稳定,故B错误;醋酸电离吸热,所以1mol醋酸与1mol氢氧化钠反应放出的热量小于57.4kJ,故C错误;同物质的量的碳完全燃烧生成二氧化碳放出的热量大于生成CO放出的热量,所以2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H1; 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2,△H1<△H2,故D错误。选A。
16.下列溶液中微粒浓度的关系正确的是
A. 常温下,0.1 mol/L NaHC2O4溶液的pH<7:c(Na+)>c(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(H+)>c(C2O42-)
B. NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(OH-)=c(CO32-)+c(H+)
C. 向0.1mol/L的CH3COONa溶液中加入少量NaHSO4固体,所得溶液中:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)-c(SO42-)
D. 常温下,pH相同的①NH4Cl、②NH4Al(SO4)2、③(NH4)2SO4三种溶液中c(NH):①>③>②
【答案】C
【解析】
【分析】
0.1 mol/L NaHC2O4溶液的pH<7,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度;根据质子守恒,NaHCO3溶液中:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO32-)+c(OH-);根据物料守恒分析C选项;c(NH)越大,水解后酸性越强,氯离子、硫酸根离子对铵根离子水解无影响,铝离子抑制铵根离子水解;
【详解】0.1 mol/L NaHC2O4溶液的pH<7,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,所以c(H2C2O4)
17.相同温度下,体积均为0.25 L的两个恒容密闭容器中发生可逆反应:X2(g)+3Y2(g) 2XY3(g) △H=-92.6 kJ·mol-1,实验测得反应在起始、达到平衡时的有关数据如下表所示:
容器编号
起始时各物质物质的量/mol
达平衡时体系能量变化的数值
X2
Y2
XY3
①
1
3
0
23.15 kJ
②
0.6
1.8
0.8
Q(Q>0)kJ
下列叙述正确的是
A. 容器①、②中反应的平衡常数不相等
B. 达平衡时,两个容器中XY3的物质的量浓度均为2mol·L-1
C. 容器②中反应达到平衡时放出的热量为Q kJ
D. 若容器①体积为 0.20 L,则达平衡时放出的热量大于23.15 kJ
【答案】BD
【解析】
【分析】
平衡常数只与温度有关;在相同温度下反应在容积相等的容器内进行,对于②来说,假设0.8mol的XY3是消耗X2、Y2反应产生的,则反应开始时X2、Y2的物质的量是1.0mol、3.0mol,与①相同,所以①②是等效平衡。由于加入1mol的X2、3mol的Y2反应达到平衡时放出热量是23.15KJ,则反应消耗的X2的物质的量是23.15kJ÷ 92.6kJ/mol =0.25mol,则达到平衡时产生XY3的物质的量是0.50mol。
【详解】由于反应是在相同温度下进行的,所以反应达到平衡时容器①、②中反应的平衡常数相等,故A错误;在相同温度下反应在容积相等的容器内进行,对于②来说,假设0.8mol的XY3是消耗X2、Y2反应产生的,则反应开始时X2、Y2的物质的量是1.0mol、3.0mol,与①相同,由于加入1mol的X2、3mol的Y2反应达到平衡时放出热量是23.15KJ,则反应消耗的X2的物质的量是23.15kJ÷ 92.6kJ/mol =0.25mol,则达到平衡时产生XY3的物质的量是0.50mol,其平衡浓度均为0.50mol÷0.25L=2 mol/L,故B正确;容器①、②的平衡状态等效,逆反应是吸热反应,由于容器②中开始加入了0.8mol的 XY3,达到平衡时产生XY3的物质的量是0.50mol,反应逆向进行,所以反应达到平衡时吸收Q kJ能量,故C错误;若将容器①体积缩小为0.20 L,由于减小体积,也就增大压强,平衡向气体体积减小的正反应方向移动,所以达平衡时放出的热量大于23.15 kJ,故D正确。
18.向20mL 0.5mol/L的氨水中逐滴加入等物质的量浓度的盐酸,测定混合溶液的温度变化如图所示.下列关于混合溶液的说法错误的是
A. 从a点到b点,混合溶液不可能存在:c(Cl-)=c(NH4+)
B. 由水电离的c(H+):b点>c点
C. NH3·H2O的电离程度:b点>a点
D. b点到c点,混合溶液中可能存在:c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)
【答案】A
【解析】
【分析】
从a点到b点,溶液由碱性 中性酸性; b点溶质为氯化铵,氯化铵水解促进水电离,c点是盐酸和氯化铵的混合液,盐酸抑制水电离;盐酸促进NH3·H2O的电离;氯化铵和盐酸混合,当盐酸的物质的量浓度等于氯化铵的物质的量浓度时,出现c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)。
【详解】从a点到b点,b点为氯化铵溶液,b点溶液呈酸性,溶液由碱性恰好变为中性时c(Cl-)=c(NH4+),从a点到b点,混合溶液可能存在:c(Cl-)=c(NH4+),故A错误;b点溶质为氯化铵,氯化铵水解促进水电离,c点是盐酸和氯化铵的混合液,盐酸抑制水电离,所以由水电离的c(H+):b点>c点,故B正确;盐酸促进NH3·H2O的电离,b点加入的盐酸大于a点,所以NH3·H2O的电离程度:b点>a点,故C正确;从b点到c点,盐酸过量,溶液中的溶质是氯化铵和盐酸,c点时盐酸的物质的量浓度等于氯化铵的物质的量浓度,混合溶液中存在:c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-),b点到c点,接近c点也可以出现此种排序,故D正确;选A。
19.防治雾霾天气的主要措施有机动车临时交通管制、工矿企业停业限产、扬尘污染控制等。
(1)PM2.5是环保部门监测空气质量的重要指标。将某PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样,测得试样中无机离子(OH-忽略不计)的种类和平均浓度如下表:
离子种类
Na+
NH4+
SO42-
NO3-
浓度(mol/L)
2.0×10-6
2.8×10-5
3.5×10-5
6.0×10-5
则试样的pH为________________________。
(2)一定条件下,以CO和H2合成清洁能源CH3OH,其热化学方程式为CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH,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三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系是______________。压强:p1__________p2(填“>”“<”或“=”)。在T1条件下,由D点到B点过程中,正、逆反应速率之间的关系:v(正)___________v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
②若在恒温恒容条件下进行上述反应,能表示该可逆反应达到平衡状态的是_________(填字母)。
A.CO的体积分数保持不变
B.容器内混合气体的密度保持不变
C.容器内混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.单位时间内消耗CO的浓度等于生成CH3OH的浓度
③向恒压密闭容器中充入2 mol CO和4 mol H2,在p2、T2条件下达到平衡状态C点,此时容器容积为2 L,则在该条件下反应的平衡常数K为_________________________。
【答案】 (1). 4 (2). < (3). KA=KB>KC (4). < (5). > (6). AC (7). 1 (L/mol)2
【解析】
【分析】
(1)根据电荷守恒计算c(H+);(2)①根据图像可知,升高温度,CO的平衡转化率减小,平衡逆向移动;K只与温度有关,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小;CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g),正反应气体物质的量减少,增大压强平衡正向移动,CO转化率增大;在T1条件下,由D点到B点过程中,CO转化率增大,反应正向进行;②当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些变量也不发生变化时,一定达到平衡状态。③在p2、T2条件下达到平衡状态C点,CO的平衡转化率为0.5,利用“三段式”计算平衡常数;
【详解】(1)根据电荷守恒,c(H+)= 2×3.5×10-5+6.0×10-5-2.0×10-6-2.8×10-5=1×10-4 mol/L,所以pH=4;(2)①根据图像可知,升高温度,CO的平衡转化率减小,平衡逆向移动,所以正反应放热,ΔH<0;K只与温度有关,A、B温度相同,所以KA=KB,正反应放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,BC温度升高,所以KB>KC,故KA=KB>KC;CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g),正反应气体物质的量减少,增大压强平衡正向移动,CO转化率增大,温度下,B点转化率大于A,所以B压强大于A,p1
CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g)
开始 2mol 4mol 0
转化 1mol 2mol 1mol
平衡 1mol 2mol 1mol
1 (L/mol)2。
20.水的电离平衡曲线如图所示。
(1)若以A点表示25 ℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度升到100 ℃时,水的电离平衡状态到B点,则100 ℃时,水的离子积为______________。
(2)常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100 ℃的恒温,欲使混合溶液pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比为_______________________。
(3)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解的离子方程式为_________________________,由水电离出的c(OH-)=_______________mol·L-1。
(4)等体积的下列溶液中,阴离子的总物质的量最大的是_____________(填序号)。
①0.1 mol·L-1的CuSO4溶液 ②0.1 mol·L-1的Na2CO3
③0.1 mol·L-1的KCl ④0.1 mol·L-1的NaHCO3
(5)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是:H2A===H++HA-,HA-⇌H++A2-。
①则Na2A溶液显__________(填“酸性”“中性”或“碱性”);NaHA溶液显__________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
②现有0.1 mol·L-1 Na2A的溶液,其中各种微粒浓度关系正确的是__________(填字母)。
A.c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)
B.c(Na+)=2c(HA-)+2c((A2-)+2c(H2A)
C.c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(A2-)+c(OH-)
D.c(OH-)=c(HA-)+c(H+)
【答案】 (1). 10-12 (2). 2:9 (3). CO32-+H2O⇌HCO+OH-、HCO+H2O⇌H2CO3+OH- (4). 10-3 (5). ② (6). 碱性 (7). 酸性 (8). AD
【解析】
【分析】
(1)KW=c(H+)·c(OH-);(2)常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100 ℃的恒温,使混合溶液pH=7,此时溶液呈碱性,根据 计算Ba(OH)2与盐酸的体积比;(3)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,碳酸根离子分步水解;水解促进水电离,所以由水电离出的c(OH-)等于溶液中氢氧根离子的浓度;(4)Cl-、SO42-是强酸根离子,不水解,CO32-、HCO3-
都能水解,且水解程度CO32->HCO3-;(5)①HA-⇌H++A2-可逆,所以A2-水解;H2A===H++HA-不可逆,HA-只电离不水解;②Na2A的溶液存在A2-+H2O⇌HA-+ OH-、H2O⇌H++OH-两个平衡;H2A第一步电离完全,溶液中没有H2A分子;c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(A2-)+c(OH-)不符合电荷守恒; c(OH-)=c(HA-)+c(H+)符合质子守恒。
【详解】(1)KW=c(H+)·c(OH-),所以100 ℃时,水的离子积为= ;(2)常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100 ℃的恒温,使混合溶液pH=7,此时溶液呈碱性,, ,解得2:9; (3)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,碳酸根离子分步水解,水解离子方程式是CO32-+H2O⇌HCO+OH-、HCO+H2O⇌H2CO3+OH-;水解促进水电离,所以由水电离出的c(OH-)等于溶液中氢氧根离子的浓度,即由水电离出的c(OH-)=10-3mol·L-1;(4)Cl-、SO42-是强酸根离子,不水解,CO32-、HCO3-都能水解,且水解程度CO32->HCO3-,所以阴离子总数最大的是0.1 mol·L-1的Na2CO3,选②;(5)①HA-⇌H++A2-可逆,所以A2-水解,Na2A溶液显碱性;H2A===H++HA-不可逆,HA-只电离不水解,所以NaHA溶液显酸性;②Na2A的溶液存在A2-+H2O⇌HA-+ OH-、H2O⇌H++OH-两个平衡,所以c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-),故A正确;Na2A的溶液Na、A原子个数比是2:1,H2A第一步电离完全,溶液中没有H2A分子,根据物料守恒,c(Na+)=2c(HA-)+2c((A2-),故B错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),故C错误;根据质子守恒,c(OH-)=c(HA-)+c(H+),故D正确;
【点睛】判断离子浓度大小要抓住“两小”:①盐的水解程度小,故未水解的粒子数目远多于水解生成的粒子数目;②弱电解质电离程度小,故未电离的弱电解质分子数远多于已电离出离子数目。
21.亚硝酰氯(ClNO)是有机合成中的重要试剂,可通过反应:2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)获得。
(1)氮氧化物与悬浮在大气中海盐粒子的相互作用时,涉及如下反应:
①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g) K1
②4NO2(g)+2NaCl(s)⇌2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g) K2
③2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) K3
则K3=__________(用K1、K2表示)。
(2)已知几种化学键的键能数据如表所示(亚硝酰氯的结构为Cl-N=O):
化学键
N≡O (NO)
Cl-Cl
Cl-N
N=O
键能/(kJ/mol)
630
243
a
607
则反应2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的ΔH和a的关系为ΔH= _______________kJ/mol。
(3)300℃时,2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的正反应速率表达式为v(正)=k·cn(ClNO),测得速率和浓度的关系如表所示:
序号
c(ClNO)/(mol/L)
v/(x10-8mol·L-1·S-1)
①
0.30
0.36
②
0.60
1.44
③
0.90
3.24
n=________________;k=__________________________。
(4)按投料比[n(NO):n(Cl2)=2:1]把 NO和Cl2加入到一恒压的密闭容器中发生反应,平衡时NO的转化率与温度T、压强p(总压)的关系如图A所示:
①在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为______________。
②若反应一直保持在p压强条件下进行,则M点的分压平衡常数Kp=________(用含p的表达式表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压 x体积分数)。
(5)一定条件下在恒温恒容的密闭容器中按一定比例充入NO(g)和Cl2(g),平衡时ClNO的体积分数随n(NO)/n(Cl2)的变化图像如图B所示,则A、B、C三状态中,NO的转化率最大的是______________点,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时,达到平衡状态ClNO的体积分数可能是D、E、F三点中的____________点。
【答案】 (1). K12/K2 (2). 289-2a (3). 2 (4). 4×10-8 L/(mol·s) (5). 40% (6). 5/p (7). A (8). D
【解析】
【分析】
(1)①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g) 的平衡常数K1= ,② 2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)的平衡常数K2 =;(2)焓变=反应物的总键能-生成物的总键能;(3)将得n,将n代入①中得k;(4)①NO的体积分数即物质的量分数,利用“三段式”计算平衡后NO的物质的量分数;分压=总压体积分数,则NO、Cl2、ClNO的分压强分别是、、;(5)NO的物质的量越小其转化率越大;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大,当n(NO)/n(Cl2)=1.5时较C点NO的物质的量大,平衡右移,产物的含量增大。
【详解】(1)①2NO2(g)+NaCl(s)⇌NaNO3(s)+ClNO(g)平衡常数K1= ,②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)平衡常数K2 =,则4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)可由2×①-②得到,所以K= K12/ K2;(2)2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)的ΔH= kJ/mol;(3)υ正=k•cn(ClNO),则,解得n=2;将n代入①中得 ,解得k=4.0×10-8L/(mo1•s);(4)①设反应前氯气的物质的量是amol,则n(NO)=2amol
2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g)
初始 2a a 0
变化 a 0.5a a
平衡 a 0.5a a
在p压强条件下,M点时容器内NO的体积分数为 = 40%;
②NO、Cl2、ClNO的分压强分别是、、,Kp=5/p ;(5)NO的物质的量越大其转化率越小,所以NO转化率最大的是A点;当反应物的物质的量之比等于其计量数之比时生成物的含量最大;当n(NO)/n(Cl2)=1.5时较C点NO的物质的量大,平衡右移,产物的含量增大,应为D点;
22.某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂。请回答下列问题:
(1)观察下图(左),标准液盐酸应放入___________滴定管中。(填“甲”或“乙”)
(2)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视__________________________________,滴定终点的现象为_______________。
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如上图(右)所示,则起始读数为___________mL,所用盐酸溶液的体积为___________________mL。
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示:
依据表中数据计算该NaOH溶液的物质的量浓度________________。
(5)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是_____________(填字母序号)。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
【答案】 (1). 甲 (2). 锥形瓶中溶液的颜色变化 (3). 当滴入最后一滴盐酸时,溶液刚好由黄色变为橙色且在半分钟内溶液颜色保持不变。 (4). 0.00 (5). 26.10 (6). 0.1044 mol·L-1 (7). D
【解析】
【分析】
(1)酸性液体盛入酸式滴定管中;(2)眼睛观察的是锥形瓶内指示剂颜色的变化,而不是滴定管中液体的体积变化;判断滴定终点时,注意在指示剂颜色发生变化后,半分钟内不再复原,停止滴定;(3)滴定管的0刻度在上;(4)第二组数据,误差太大,舍去,取第一次和第二次盐酸体积计算平均值,根据c(酸)v(酸)=c(碱)v(碱),计算NaOH溶液的物质的量浓度。(5)根据c(待测)=分析误差。
【详解】(1)甲是酸式滴定管、乙是碱式滴定管,酸性液体盛入酸式滴定管中,所以标准液盐酸应放入甲中;(2)用标准盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,滴定终点的现象为当滴入最后一滴盐酸时,溶液刚好由黄色变为橙色且在半分钟内溶液颜色保持不变。(3)滴定管的0刻度在上,由图可知:滴定前刻度0.00,滴定后刻度26.10,溶液体积26.10;(4)第二组数据,误差太大,舍去,取第一次和第二次盐酸体积的平均值:V= (26.11+26.09)/2= 26.10 mL,根据c(酸)v(酸)=c(碱)v(碱),0.1mol/L26.10 mL= c(NaOH)25.00 mL,c(NaOH)=0.1044 mol/L;(5)酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)偏大,故A不符合;B、滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)无影响,故B不符合;C选项酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)偏大,故C不符合;D选项,读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=可知,测定c(NaOH)偏低,故D符合。
23.25 ℃时,电离平衡常数:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
3.0×10-8
回答下列问题:
(1)物质的量浓度为0.1 mol/L的下列四种物质的溶液,pH由大到小的顺序是___________(填编号)。
a.Na2CO3 b.NaClO c.CH3COONa d.NaHCO3
(2)常温下0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定变小的是_______。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+)
(3)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程pH变化如图。则HX的电离常数___________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离常数;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)_________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液水电离出来的c(H+)。
(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=_______________________(填准确数值)。
(5)电离平衡常数是用实验的方法测定出来的,现已经测得25℃时c mol/L的HX的电离度为a,试表示该温度下HX的电离平衡常数K=_____________________。(用含“ c、a的代数式表示”)
【答案】 (1). a>b>d>c (2). A (3). 大于 (4). 大于 (5). 9.9×10-7 mol/L (6). ca2/(1-a)
【解析】
【分析】
(1)根据“越弱越水解”分析;(2)CH3COOH溶液加水稀释过程中,醋酸的电离程度增大,氢离子物质的量增大,氢离子浓度、醋酸根离子浓度减小,但氢氧根离子浓度增大;(3)稀释相同倍数,pH变化越大酸性越强;酸电离出的氢离子浓度越大,水电离出来的c(H+)越小;(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,c(H+)=10-6mol/L、c(OH-)= 10-8mol/L,根据电荷守恒计算c(CH3COO-)-c(Na+);(5)HX的电离平衡常数K=c(H+)c(X-)/c(HX)。
【详解】(1)电离平衡常数:CH3COOH> H2CO3> HClO > HCO3-,所以水解程度:CH3COO-
【点睛】本题考查了电离平衡常数和酸性强弱的关系、弱酸加水稀释时各离子浓度的变化以及pH变化与酸性强弱的关系,盐的水解规律(越弱越水解)。
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