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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請(qǐng)※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內(nèi)※※答※※題※※…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第=page22頁,總=sectionpages22頁第=page11頁,總=sectionpages11頁2024年中圖版選修4化學(xué)下冊(cè)月考試卷402考試試卷考試范圍:全部知識(shí)點(diǎn);考試時(shí)間:120分鐘學(xué)校:______姓名:______班級(jí):______考號(hào):______總分欄題號(hào)一二三四五六總分得分評(píng)卷人得分一、選擇題(共9題,共18分)1、已知在1.00×105Pa、298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ的熱量,下列熱化學(xué)方程式正確的是()A.H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=242kJ·mol-1B.H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1C.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-484kJ·mol-1D.2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH=484kJ·mol-12、進(jìn)行中和熱的測(cè)定中,下列操作錯(cuò)誤的是()A.大、小燒杯之間的空隙要填滿碎泡沫塑料B.為了使反應(yīng)更完全,可以使酸或堿適當(dāng)過量C.為了使反應(yīng)均勻進(jìn)行,可以向酸(堿)中分次加入堿(酸)D.測(cè)量HCl溶液的溫度計(jì)用水洗凈后才用來測(cè)NaOH溶液的溫度3、對(duì)于mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)的平衡體系,當(dāng)升高溫度時(shí),體系的平均相對(duì)分子質(zhì)量從26變?yōu)?9,則下列說法正確的是A.m+n>p+q,正反應(yīng)是放熱反應(yīng)B.m+n>p+q,正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)C.m+nD.m+n4、常溫下,向的溶液中加入NaOH固體的過程中,部分微粒的物質(zhì)的量濃度隨pH的變化曲線如圖所示。下列指定溶液中微粒的關(guān)系一定不正確的是A.的溶液中:B.的溶液中:C.隨著NaOH溶液的加入,減小D.的溶液中:5、常溫下,某酸溶液中由水電離出的離子濃度關(guān)系為c(H+)·c(OH-)=1×10-20,該溶液的pH等于A.1B.2C.3D.46、常溫下,下列溶液中的微粒濃度關(guān)系正確的是A.新制氯水中加入固體NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH?)B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)C.pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合:c(Cl-)=c(NH4+)>c(OH?)=c(H+)D.0.2mol/LCH3COOH溶液與0.1mol/LNaOH溶液等體積混合:2c(H+)–2c(OH-)=c(CH3COO-)–c(CH3COOH)7、鈉堿循環(huán)法是用溶液作為吸收液脫除煙氣中的時(shí),吸收液的pH約為10;吸收過程中,1時(shí),pH為下列說法正確的是A.溶液中:B.吸收過程中,始終存在著:C.中性溶液中:D.中性溶液中:8、下列說法正確的是A.常溫下向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸,Ksp值變大B.用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀比用水洗滌損耗AgCl小C.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體,c(Ba2+)增大D.物質(zhì)的溶解度都隨溫度的升高而增加,物質(zhì)的溶解都是吸熱的9、H2S廢氣資源化的原理為:2H2S(g)+O2(g)=S2(s)+2H2O(l)ΔH=-632kJ·mol-1,如圖為H2S燃料電池示意圖。下列說法正確的是()
A.電極a為電池的正極B.電極b上發(fā)生的電極反應(yīng)為:O2+4H++4e-=2H2OC.電路中每流過4mol電子,電池會(huì)產(chǎn)生632kJ熱能D.22.4LH2S參與反應(yīng)時(shí),2molH+經(jīng)質(zhì)子交換膜進(jìn)入正極區(qū)評(píng)卷人得分二、填空題(共5題,共10分)10、回答下列問題:
(1)已知室溫下CO的燃燒熱為283kJ/mol,則CO的燃燒熱的熱化學(xué)方程式為___________________________________。
(2)工業(yè)上利用CO和H2合成清潔能源CH3OH,其反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH=-116kJ/mol
如圖表示CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)隨溫度和壓強(qiáng)變化的示意圖。X表示的是_____________,Y1_____Y2(填“<”、“=”、“>”)。
(3)合成甲醇的反應(yīng)原理為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示。
①反應(yīng)進(jìn)行到4min時(shí),v(正)____v(逆)(填“>”“<”或“=”)。0~4min,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=____________mol·L?1·min?1。
②該溫度下平衡常數(shù)為_____________。
③下列能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________。
A.v正(CH3OH)=3v逆(H2)
B.CO2、H2、CH3OH和H2O濃度之比為1∶3∶1∶1
C.恒溫恒壓下;氣體的體積不再變化。
D.恒溫恒容下;氣體的密度不再變化。
(4)為提高燃料的能量利用率,常將其設(shè)計(jì)為燃料電池。某電池以甲烷為燃料,空氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,以具有催化作用和導(dǎo)電性能的稀土金屬為電極。寫出該燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:_____________________________。11、2018年,美國退出了《巴黎協(xié)定》實(shí)行再工業(yè)化戰(zhàn)略,而中國卻加大了環(huán)保力度,生動(dòng)詮釋了我國負(fù)責(zé)任的大國形象。近年我國大力加強(qiáng)溫室氣體CO2催化氫化合成甲醇技術(shù)的工業(yè)化量產(chǎn)研究;實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。
(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH1=+41.1kJ?mol-1
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90.0kJ?mol-1
寫出CO2催化氫化合成甲醇的熱化學(xué)方程式:_______。
(2)為提高CH3OH產(chǎn)率,理論上應(yīng)采用的條件是_______(填字母)。
a.高溫高壓b.低溫低壓c.高溫低壓d.低溫高壓。
(3)250℃、在恒容密閉容器中由CO2(g)催化氫化合成CH3OH(g),下圖為不同投料比[n(H2)/n(CO2)]時(shí)某反應(yīng)物X平衡轉(zhuǎn)化率變化曲線。
①反應(yīng)物X是_______(填“CO2”或“H2”)。
②判斷依據(jù)是_______。
(4)250℃、在體積為2.0L的恒容密閉容器中加入6molH2、2molCO2和催化劑,10min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH3OH)=0.75mol·L-1。
①前10min的平均反應(yīng)速率v(H2)=_______mol·L-1·min-1。
②化學(xué)平衡常數(shù)K=_______。
③催化劑和反應(yīng)條件與反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性有高度相關(guān)??刂葡嗤读媳群拖嗤磻?yīng)時(shí)間,四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:。實(shí)驗(yàn)編號(hào)溫度(K)催化劑CO2轉(zhuǎn)化率(%)甲醇選擇性(%)A543Cu/ZnO納米棒12.342.3B543Cu/ZnO納米片11.972.7C553Cu/ZnO納米棒15.339.1D553Cu/ZnO納米片12.070.6
根據(jù)上表所給數(shù)據(jù),用CO2生產(chǎn)甲醇的最優(yōu)選項(xiàng)為_______(填字母)。12、有兩個(gè)起始體積相同的密閉容器A和B;A容器有一個(gè)可移動(dòng)的活塞,能使容器內(nèi)保持恒壓;B容器為固定體積。
起始時(shí)這兩個(gè)容器分別充入等量的體積比為2∶1的SO2和O2的混合氣,并使A、B容器中氣體體積相等,并保持在400℃條件下發(fā)生反應(yīng)2SO2+O22SO3;并達(dá)到平衡。
⑴達(dá)到平衡所需時(shí)間,A容器比B容器_____,兩容器中SO2的轉(zhuǎn)化率A比B______。
⑵達(dá)到⑴所述平衡后,若向兩容器中分別通入等量Ar氣體,A容器的化學(xué)平衡_____移動(dòng),B容器中的化學(xué)平衡________移動(dòng)。
⑶達(dá)到⑴所述平衡后,若向容器中通入等量的原混合氣體,重新達(dá)到平衡后,A容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)_______,B容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)________(填變大、變小、不變)。13、現(xiàn)有濃度為0.1mol·L-1的五種電解質(zhì)溶液:①Na2CO3②NaHCO3③NaAlO2④CH3COONa⑤NaOH
已知:CO2+3H2O+2AlO2-=2Al(OH)3↓+CO32-
⑴這五種溶液的pH由小到大的順序是____________________(填編號(hào));
⑵將五種溶液稀釋相同的倍數(shù)時(shí),其pH變化最大的是___________(填編號(hào));
⑶混合碳酸(H2CO3)溶液和NaAlO2溶液,試寫出所有可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式:_____;
⑷常溫下,將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合,兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表:。實(shí)驗(yàn)編號(hào)HA物質(zhì)的量濃度(mol/L)NaOH物質(zhì)的量濃度(mol/L)混合溶液的pH甲0.200.20pH=a乙0.100.10pH=8.00
①不考慮乙組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,單從甲組情況分析,如何用a(混合溶液的pH)來說明HA是強(qiáng)酸還是弱酸_________;乙組實(shí)驗(yàn)所得混合溶液中由水電離出的c(OH-)=_________mol/L。
②求出該混合溶液中下列算式的結(jié)果。
I.c(Na+)-c(A-)=__________________;II.c(OH-)-c(HA)=_________。14、(1)一定溫度下,Ksp[Mg3(PO4)2]=6.0×10-29,Ksp[Ca3(PO4)2]=6.0×10-26。向濃度均為0.20mol/L的MgCl2和CaCl2混合溶液中逐滴加入Na3P04,先生成___________沉淀(填化學(xué)式);當(dāng)測(cè)得溶液其中一種金屬陽離子沉淀完全(濃度小于10-5mol/L)時(shí);溶液中的另一種金屬陽離子的物質(zhì)的量濃度c=____________mol/L。
(2)毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2·2H2O的流程如下:
①毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨;目的是_____________________。
②加入NH3·H2O調(diào)節(jié)PH=8可除去_____________(填離子符號(hào)),濾渣II中含____________(填化學(xué)式)。加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過量,原因是_________________。
Ca2+
Mg2+
Fe3+
開始沉淀時(shí)的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀時(shí)的pH
13.9
11.1
3.7
已知:Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9
(3)已知25℃時(shí),CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線如圖所示,向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01mol/LNa2SO4溶液;下列敘述正確的是。
A.溶液中析出CaSO4固體沉淀,最終溶液中c(SO42-)比原來的大。
B.溶液中無沉淀析出,溶液中c(Ca2+)、c(SO42-)都變小。
C.溶液中析出CaSO4固體沉淀.溶液中c(Ca2+)、c(SO42-)都變小。
D.溶液中無沉淀析出,但最終溶液中c(SO42-)比原來的大評(píng)卷人得分三、判斷題(共1題,共2分)15、向溶液中加入少量水,溶液中減小。(____)評(píng)卷人得分四、工業(yè)流程題(共2題,共12分)16、In是第5周期IIIA的元素;In2O3是一種透明的導(dǎo)電材料,可運(yùn)用于觸控屏、液晶顯示器等高科技領(lǐng)域;利用水銦礦【主要成分In(OH)3】制備In2O3的工藝流程如下:
(1)寫出水銦礦被硫酸酸溶的離子方程式:_____________________________
(2)從硫酸銦溶液中制備硫酸銦晶體的實(shí)驗(yàn)步驟:__________、_________;過濾、洗滌和干燥。
(3)提純粗銦的方法和銅的精煉原理相似,則粗銦為___________(填“陰極”、“陽極”),寫出陰極的電極反應(yīng)式_________________________。
(4)完成下列化學(xué)方程式:__________
In(NO3)3In2O3
(5)已知t℃時(shí),反應(yīng)In2O3+CO2InO+CO2的平衡常數(shù)K=0.25;
i.t℃時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),n(CO):n(CO2)=___________;
ii.在1L的密閉容器中加入0.02mol的In2O3(s),并通入xmol的CO,t℃時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡。此時(shí)In2O3的轉(zhuǎn)化率為50%,則x=_________。
(6)高純銦和濃硝酸反應(yīng)過程中產(chǎn)生的NO2氣體可以被Na2O2直接吸收,則標(biāo)準(zhǔn)狀況下672mlNO2可以被______gNa2O2吸收。NO2的排放會(huì)引起一系列的環(huán)境問題,任寫一條其引起的環(huán)境問題:_____________。17、一種利用鈦鐵礦制備Li4Ti5O12的工藝流程如圖:
已知:鈦鐵礦的主要成分是FeTiO3(可表示為FeO·TiO2),還含有少量的MgO和SiO2等雜質(zhì)。
回答下列問題:
(1)酸浸時(shí),要提高鐵的浸出率可采取的措施是___(寫出一條即可)。
(2)酸浸后的濾液①中鈦主要以TiOCl42-形式存在,則其水解生成TiO2·xH2O的離子方程式為___,加熱水的目的是___。
(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水、氨水反應(yīng)時(shí),應(yīng)將溫度控制在50℃左右的原因是___。
(4)若將濾液②加熱至一定溫度后,再加入雙氧水和磷酸,恰好使Mg2+沉淀完全[溶液中c(Mg2+)降至1.0×10-5mol·L-1],此時(shí)溶液中=___。已知:此溫度下,F(xiàn)ePO4、Mg3(PO4)2的溶度積常數(shù)分別為1.5×10-21、1.0×10-23。
(5)高溫煅燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為___。
(6)某可充電的鋰離子電池以Li4Ti5O12為正極,嵌入鋰的碳材料為負(fù)極,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時(shí)的電池反應(yīng)為LixC+Li4Ti5O12=Li(x-5)C+Li9Ti5O12,則充電時(shí)陰極電極反應(yīng)式為___。評(píng)卷人得分五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共15分)18、隨著我國碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)的確定,含碳化合物的綜合利用備受關(guān)注。CO2和H2合成甲醇是CO2資源化利用的重要方法。以CO2、H2為原料合成CH3OH涉及的反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
反應(yīng)Ⅲ:
回答下列問題:
(1)反應(yīng)Ⅰ的=_______已知由實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)Ⅰ的(為速率常數(shù),與溫度、催化劑有關(guān))。若平衡后升高溫度,則_______(填“增大”“不變”或“減小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡轉(zhuǎn)化率提高的是_______(填字母)。
A.增大壓強(qiáng)B.升高溫度C.增大H2與CO2的投料比D.改用更高效的催化劑。
②恒溫(200℃)恒壓條件下,將1molCO2和1molH2充入某密閉容器中,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為a,CH3OH的物質(zhì)的量為bmol,則此溫度下反應(yīng)Ⅲ的平衡常數(shù)Kx=_______[寫出含有a、b的計(jì)算式;對(duì)于反應(yīng)為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。已知CH3OH的沸點(diǎn)為64.7℃]。其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時(shí)平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為_______(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)反應(yīng)Ⅲ可能的反應(yīng)歷程如圖所示。
注:方框內(nèi)包含微粒種類及數(shù)目;微粒的相對(duì)總能量(括號(hào)里的數(shù)字或字母;單位:eV)。其中,TS表示過渡態(tài)、*表示吸附在催化劑上的微粒。
①反應(yīng)歷程中,生成甲醇的決速步驟的反應(yīng)方程式為_______。
②相對(duì)總能量_______eV(計(jì)算結(jié)果保留2位小數(shù))。(已知:)19、常溫下,有下列四種溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化學(xué)用語解釋其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,開始時(shí)反應(yīng)速率的大小關(guān)系為①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等體積、等pH的溶液①和④分別與足量的②反應(yīng),消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系為①_______④(填“>”、“<”或“=”)。20、常溫下,用酚酞作指示劑,用0.10mol·L-1NaOH溶液分別滴定20.00mL濃度均為0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲線如圖。
(已知:CH3COOH、HCN的電離平衡常數(shù)分別為1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)圖__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH變化的曲線;判斷的理由是__。
(2)點(diǎn)③所示溶液中所含離子濃度的從大到小的順序:__。
(3)點(diǎn)①和點(diǎn)②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)點(diǎn)②③④所示的溶液中水的電離程度由大到小的順序是:__。評(píng)卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共1題,共2分)21、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五種短周期元素;其原子序數(shù)依次增大。
①W的氫化物與W最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物反應(yīng)生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)水化物之間兩兩反應(yīng)均可生成鹽和水。
③常溫下,Q的最高價(jià)氣態(tài)氧化物與化合物X2O2發(fā)生反應(yīng)生成鹽乙。
請(qǐng)回答下列各題:
(1)甲的水溶液呈酸性,用離子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M為金屬元素,方程式未配平)由上述信息可推測(cè)Z在周期表中位置為________________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的難溶半導(dǎo)體材料CuYO2可溶于稀硝酸,同時(shí)生成NO。寫出此反應(yīng)的離子方秳式_____________________________。參考答案一、選擇題(共9題,共18分)1、B【分析】【分析】
根據(jù)題中熱化學(xué)方程式可知;本題考查熱化學(xué)方程式書寫,運(yùn)用熱化學(xué)方程式的書寫方法,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài),對(duì)應(yīng)量的焓變分析。
【詳解】
已知在1×105Pa、298K條件下,2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量,則氫氣燃燒的熱化學(xué)方程式是:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=?484kJ?mol?1,或者H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-242kJ·mol-1;
答案選B。2、C【分析】【分析】
【詳解】
A.空隙要填滿碎泡沫塑料是為了防止熱量散失;A正確;
B.一種物質(zhì)過量時(shí)能使另一種物質(zhì)反應(yīng)更充分;測(cè)量更準(zhǔn)確,所以為了使反應(yīng)更完全,可以使酸或堿適當(dāng)過量,B正確;
C.如果分次加入;會(huì)導(dǎo)致大量熱量散失,導(dǎo)致誤差增大,C錯(cuò)誤;
D.測(cè)量HCl溶液的溫度計(jì)用水洗凈后才用來測(cè)NaOH溶液的溫度;會(huì)減少酸和堿之間因?yàn)橹泻头磻?yīng)而導(dǎo)致的熱量損失,提高實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度,D正確;
答案選C。3、B【分析】【分析】
根據(jù)題中方程式可知;本題考查化學(xué)平衡影響因素,運(yùn)用勒夏特列原理分析。
【詳解】
升高溫度;平衡向吸熱反應(yīng)方向移動(dòng);當(dāng)升高溫度時(shí),體系的平均相對(duì)摩爾質(zhì)量從26變?yōu)?9,說明吸熱反應(yīng)方向氣體計(jì)量數(shù)之和減小。
A.如果m+n>p+q;升高溫度時(shí)平衡應(yīng)該向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.如果m+n>p+q;升高溫度時(shí)平衡應(yīng)該向正反應(yīng)方向移動(dòng),則正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),B項(xiàng)正確;
C.如果m+n<p+q;升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;
D.如果m+n<p+q;升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則逆反應(yīng)是吸熱反應(yīng),正反應(yīng)是放熱反應(yīng),D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選B。4、C【分析】【詳解】
A.根據(jù)圖像分析,的溶液,幾乎不存在,也較少,大量存在,所以選項(xiàng)A正確;
B.溶液中存在電荷守恒:由于所以根據(jù)物料守恒:溶液呈酸性,則此時(shí)溶液中不存在所以選項(xiàng)B正確;
C.則只隨溫度改變,不隨濃度改變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.的溶液相當(dāng)于加入固體,反應(yīng)恰好生成根據(jù)質(zhì)子守恒:選項(xiàng)D正確。
答案選C。5、D【分析】【分析】
【詳解】
常溫下,某酸溶液中由水電離出的離子濃度關(guān)系為c(H+)·c(OH-)=1×10-20,則溶液中c(OH-)=1×10-10,由于室溫下水的離子積常數(shù)Kw=1×10-14,所以溶液中c(H+)==1×10-4mol/L,所以溶液的pH=4,故合理選項(xiàng)是D。6、D【分析】【詳解】
A.新制氯水中加入足量固體NaOH存在電荷c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-);故A錯(cuò)誤;
B.pH=8.3的NaHCO3溶液中HCO3-的水解大于其電離,則c(Na+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-);故B錯(cuò)誤;
C.pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合后溶液顯堿性;故C錯(cuò)誤;
D.溶液中存在電荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),代入計(jì)算得到:2c(OH-)+c(CH3COO-)=c(CH3COOH)+2c(H+),所以得到:c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH);故D正確;
答案為D。7、B【分析】【詳解】
溶液中,顯酸性,亞硫酸氫根離子的電離程度大于其水解程度,則:故A錯(cuò)誤;
B.根據(jù)混合液中的電荷守恒可得:故B正確;
C.時(shí),溶液的則呈中性時(shí),離子濃度大小為:故C錯(cuò)誤;
D.溶液呈中性時(shí):根據(jù)電荷守恒可得:故D錯(cuò)誤;
答案選B。8、B【分析】【分析】
【詳解】
A.常溫下向飽和AgCl水溶液中加入鹽酸,沉淀溶解平衡逆向移動(dòng),但是由于溫度不變,所以Ksp值不變;A錯(cuò)誤;
B.用稀鹽酸洗滌AgCl沉淀時(shí)由于沉淀溶解平衡逆向移動(dòng);所以溶解消耗的AgCl比用水洗滌損耗AgCl小,B正確;
C.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固體,由于c(SO42-)增大,所以沉淀溶解平衡逆向移動(dòng),使溶液中的c(Ba2+)減小;C錯(cuò)誤;
D.大多數(shù)物質(zhì)的溶解度隨溫度的升高而增加;說明多數(shù)物質(zhì)的溶解是吸熱的,只有少數(shù)物質(zhì)溶解度隨溫度的降低而增大,這類物質(zhì)的溶解是放熱的,D錯(cuò)誤。
答案選B。9、B【分析】【分析】
由方程式可知;通入硫化氫的一極為負(fù)極,硫化氫在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)被氧化,通入氧氣的一極為正極,氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)被還原。
【詳解】
A項(xiàng)、H2S燃料電池,通入H2S的電極a為負(fù)極,通入氧氣的電極b為正極;故A錯(cuò)誤;
B項(xiàng)、由于存在質(zhì)子交換膜,因此溶液為酸性條件,氧氣在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)被還原,電極反應(yīng)式為:O2+4H++4e-=2H2O;故B正確;
C項(xiàng);原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置;不是轉(zhuǎn)化為熱能,故C錯(cuò)誤;
D項(xiàng)、沒有標(biāo)明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況,不能計(jì)算22.4LH2S的物質(zhì)的量;故D錯(cuò)誤;
故選B。
【點(diǎn)睛】
沒有標(biāo)明是否為標(biāo)準(zhǔn)狀況,不能計(jì)算22.4LH2S的物質(zhì)的量是解答關(guān)鍵,也是易錯(cuò)點(diǎn)。二、填空題(共5題,共10分)10、略
【分析】【分析】
燃燒熱為1mol純凈的可燃物完全燃燒生成穩(wěn)定的化合物釋放的熱量;可逆反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí);同種物質(zhì)的正逆速率相等,各組分的濃度;含量保持不變,由此衍生的其它一些量不變,判斷平衡的物理量應(yīng)隨反應(yīng)進(jìn)行發(fā)生變化,該物理量由變化到不變化說明到達(dá)平衡。
【詳解】
(1)根據(jù)燃燒熱的概念,燃燒熱的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)△H=-283kJ/mol;
(2)△H<0,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率降低,圖像中曲線Y升高,根據(jù)方程可知,增大壓強(qiáng),體積減小,平和正向移動(dòng),則X表示壓強(qiáng);當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),CO的轉(zhuǎn)化率降低,Y12;
(3)①通過圖像可知,反應(yīng)在15min時(shí)平衡,4min反應(yīng)正向進(jìn)行,則v(正)>v(逆);v(CO2)=/=0.5/4=0.125mol/(L·min);
②該溫度下平衡常數(shù),=5.33;
③A.反應(yīng)速率之比等于化學(xué)方程式計(jì)量數(shù)之比,因此3v正(CH3OH)=v正(H2),所以v正(CH3OH)=3v逆(H2)不能說明CH3OH正逆反應(yīng)速率相同;A錯(cuò)誤;
B.平衡時(shí)反應(yīng)混合物中各組分的含量保持不變,但容器內(nèi)CO2、H2、CH3OH和H2O的濃度之比不一定為1:3:1:1;所以不能作為平衡的標(biāo)志,B錯(cuò)誤;
C.該反應(yīng)是氣體分子數(shù)變化的反應(yīng);恒溫恒壓下,氣體的體積不再變化,可以作為平衡的標(biāo)志,C正確;
D.反應(yīng)前后氣體的質(zhì)量不變;容器的體積不變,所以密度始終保持不變,因此混合氣體的密度保持不變不能作為平衡的標(biāo)志,D錯(cuò)誤;
答案為C
(4)甲烷燃料電池以甲烷為燃料,以空氣為氧化劑,以KOH溶液為電解質(zhì),負(fù)極得電子,電解質(zhì)溶液參與反應(yīng),電池反應(yīng)為:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;【解析】CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)△H=-283kJ/mol壓強(qiáng)<>0.1255.33(或5.3或16/3)CCH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O11、略
【分析】【分析】
本題主要考查化學(xué)平衡的移動(dòng);
(1)考查蓋斯定律;將兩個(gè)熱化學(xué)方程相加即可;
(2)考查化學(xué)平衡移動(dòng);
(3)考查反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率;及影響因素;
(4)考查化學(xué)反應(yīng)速率;化學(xué)平衡常數(shù)、產(chǎn)物的選擇性。
【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,將兩個(gè)熱化學(xué)方程式相加可得:3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/mol;
(2)根據(jù)熱化學(xué)方程式可知,生成CH3OH的方向是放熱反應(yīng)方向,也是氣體體積減小的方向,故要想提高CH3OH的產(chǎn)率;需要降溫高壓,故合理選項(xiàng)為d;
(3)觀察圖中的橫坐標(biāo),其物理量為若假設(shè)n(CO2)為定值,則X的轉(zhuǎn)化率隨n(H2)的增大而增大,則X為CO2;
(4)①在同一容器中,CH3OH的濃度變化量為0.75mol·L-1,則有(單位:mol·L-1):。3H2(g)CO2(g)CH3OH(g)H2O(g)3111起始3100轉(zhuǎn)化2.250.750.750.75平衡0.750.250.750.75
H2的濃度變化量為2.25mol·L-1,則前10min的平均反應(yīng)速率v(H2)=0.225mol·L-1;
②K==
③選擇性是指產(chǎn)物的專一性,在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)中若有多個(gè)產(chǎn)物,其中某一產(chǎn)物是目標(biāo)產(chǎn)物,若這個(gè)物質(zhì)的產(chǎn)率越高,說明該反應(yīng)的選擇性越好。觀察四組數(shù)據(jù),相比之下,BD的選擇性很高,且B的CO2轉(zhuǎn)化率比D稍低些,但是B的CH3OH的選擇性高出了不少,故最佳選項(xiàng)為B?!窘馕觥?H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=-48.9kJ/moldCO2恒容密閉容器中,其他條件相同時(shí),增大n(H2)/n(CO2),相當(dāng)于c(CO2)不變時(shí),增大c(H2),平衡正向移動(dòng),使CO2的轉(zhuǎn)化率增大,而H2轉(zhuǎn)化率降低0.2255.33(或16/3)B12、略
【分析】【分析】
(1)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)速率越快;到達(dá)平衡的時(shí)間越短;利用等效平衡來判斷平衡移動(dòng)來解答;
(2)根據(jù)容器中的壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響;
(3)根據(jù)濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響,求出平衡移動(dòng)后SO3的體積分?jǐn)?shù)。
【詳解】
(1)因A容器保持恒壓,反應(yīng)過程中體積變小,濃度增大,根據(jù)濃度越大,化學(xué)反應(yīng)速率越快,到達(dá)平衡的時(shí)間越短,所以達(dá)到平衡所需時(shí)間A比B短,若A容器保持恒容,兩容器建立的平衡等效,而實(shí)際上A容器體積減少,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以A中SO2的轉(zhuǎn)化率比B大;
答案:短;大。
(2)平衡后;若向兩容器通入數(shù)量不多的等量氬氣,A容器體積增大,壓強(qiáng)不變,參加反應(yīng)的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)減少,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),A容器體積不變,壓強(qiáng)增大,參加反應(yīng)的氣體產(chǎn)生的壓強(qiáng)不變,平衡不移動(dòng);
答案:逆反應(yīng)方向移動(dòng);不。
(3)向兩容器中通入等量的原反應(yīng)氣體,達(dá)到平衡后,A中建立的平衡與原平衡等效,所以SO3的體積分?jǐn)?shù)不變,B容器中建立的平衡相當(dāng)于在原平衡的基礎(chǔ)上增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),B容器中SO3的體積分?jǐn)?shù)增大;
答案:不變;變大【解析】①.短②.大③.逆反應(yīng)方向移動(dòng)④.不⑤.不變⑥.變大13、略
【分析】【分析】
(1)先根據(jù)酸;堿、鹽確定PH大?。畸}中陽離子相同;酸越弱,其鹽的堿性越強(qiáng),據(jù)此分析鹽溶液的PH值大小;
(2)根據(jù)是否存在平衡分析判斷;不存在平衡的PH值變化大;
(3)由題意可知;碳酸與偏鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和氫氧化鋁沉淀,過量的碳酸可與反應(yīng)生成碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉;碳酸的酸性大于偏鋁酸的酸性,碳酸能和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁,過量的偏鋁酸鈉可與反應(yīng)生成的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和氫氧化鋁沉淀;
(4)①酸;堿的物質(zhì)的量相等;即酸、堿恰好反應(yīng)生成鹽,若鹽溶液的a=7時(shí),該鹽是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,HA是強(qiáng)酸;a>7時(shí),該鹽是強(qiáng)堿弱酸鹽,HA是弱酸;
②Ⅰ、根據(jù)電荷守恒可得C(H+)+C(Na+)=C(OH-)+C(A-);Ⅱ、根據(jù)物料守恒和電荷守恒可得C(H+)+C(Na+)=C(OH-)+C(A-)
【詳解】
(1)④②①③是鹽;⑤是堿,物質(zhì)的量濃度相同的這幾種溶液,鹽溶液的pH值小于堿溶液的pH,所以⑤的pH值最大;④②①③四種鹽的陽離子相同,其陰離子相應(yīng)的酸越弱,鹽的pH值越大,醋酸的酸性>碳酸的酸性>偏鋁酸的酸性,碳酸氫鈉是酸式鹽,碳酸鈉是正鹽,所以碳酸鈉的pH值大于碳酸氫鈉的,則相同物質(zhì)的量濃度的這幾種溶液的pH值由小到大的順序是④②①③⑤,故答案為:④②①③⑤;
(2)①②③④溶液中都存在水解平衡;當(dāng)稀釋時(shí),鹽的弱酸根又水解出部分離子進(jìn)行補(bǔ)充;氫氧化鈉是強(qiáng)堿,完全電離,不存在電離平衡,所以當(dāng)稀釋時(shí),其pH變化最大,故答案為:⑤;
(3)由題意可知,碳酸與偏鋁酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和氫氧化鋁沉淀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2CO3+2NaAlO2+2H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓,過量的碳酸可與反應(yīng)生成碳酸鈉溶液反應(yīng)生成碳酸氫鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2CO3+Na2CO3=2NaHCO3;碳酸的酸性大于偏鋁酸的酸性,碳酸能和偏鋁酸鈉反應(yīng)生成碳酸氫鈉和氫氧化鋁,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaAlO2+H2CO3+H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓,過量的偏鋁酸鈉可與反應(yīng)生成的碳酸氫鈉溶液反應(yīng)生成碳酸鈉和氫氧化鋁沉淀,反應(yīng)的化學(xué)方程式為NaHCO3+NaAlO2+H2O=Na2CO3+Al(OH)3↓,則可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為NaAlO2+H2CO3+H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓、NaHCO3+NaAlO2+H2O=Na2CO3+Al(OH)3↓、H2CO3+2NaAlO2+2H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓、H2CO3+Na2CO3=2NaHCO3;
(4)①酸、堿的物質(zhì)的量相等,即酸、堿恰好反應(yīng)生成鹽,若鹽溶液的a=7時(shí),該鹽是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,HA是強(qiáng)酸;a>7時(shí),該鹽是強(qiáng)堿弱酸鹽,HA是弱酸;乙組實(shí)驗(yàn)溶液pH=8,溶液中c(H+)=10-8mol/L,根據(jù)c(H+)·c(OH-)=10-14可知c(OH-)=10-6mol/L,故答案為:a=7時(shí),HA是強(qiáng)酸;a>7時(shí),HA是弱酸;10-6;
②Ⅰ、根據(jù)電荷守恒知,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),所以c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-6-10-8)mol/L=9.9×10-7mol/L;
Ⅱ、根據(jù)物料守恒和電荷守恒可得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),c(A-)+c(HA)=0.05mol/L,c(Na+)=0.05mol/L,則c(OH-)-c(HA)=c(H+)=10-8mol/L;故答案為:9.9×10-7mol/L;10-8mol/L?!窘馕觥竣?④②①③⑤②.⑤③.NaAlO2+H2CO3+H2O=NaHCO3+Al(OH)3↓、NaHCO3+NaAlO2+H2O=Na2CO3+Al(OH)3↓、H2CO3+2NaAlO2+2H2O=Na2CO3+2Al(OH)3↓、H2CO3+Na2CO3=2NaHCO3④.a=7時(shí),HA是強(qiáng)酸;a>7時(shí),HA是弱酸⑤.10-6⑥.9.9×10-7mol/L⑦.1.0×10-8mol/L14、略
【分析】【詳解】
試題分析:(1)難溶物溶度積常數(shù)小的先沉淀,根據(jù)溶度積常數(shù)相對(duì)大小知,Mg3(PO4)2先生成沉淀,當(dāng)溶液中C(Mg2+)=10-5mol/L時(shí),認(rèn)為鎂離子完全沉淀,則溶液中的磷酸根濃度為C2(PO43-)===6.0×10-14,所以c(Ca2+)==10-4.故答案為Mg3(PO4)2;10-4;
(2)①化學(xué)反應(yīng)的速率與反應(yīng)物的接觸面積有關(guān);毒重石用鹽酸浸取前需充分研磨,可以增大反應(yīng)物的接觸面積,增大反應(yīng)速率,故答案為增大接觸面積從而使反應(yīng)速率加快;
②根據(jù)流程圖和表中數(shù)據(jù)可知:Fe3+完全沉淀時(shí)的pH為3.2,加入氨水,調(diào)pH為8,F(xiàn)e3++3NH3?H2O=Fe(OH)3↓+3NH4+,F(xiàn)e3+完全沉淀,濾渣1為Fe(OH)3,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH=12.5,Ca2+完全沉淀時(shí)的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時(shí)的pH為11.1,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2,溶液中主要含Ca2+、Ba2+,Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9,易形成CaC2O4沉淀,加入H2C2O4時(shí)應(yīng)避免過量,防止CaC2O4沉淀完全后,過量的H2C2O4會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品的產(chǎn)量減少,故答案為Fe3+;Mg(OH)2、Ca(OH)2;H2C2O4過量會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀;產(chǎn)品的產(chǎn)量減少;
(3)由圖示可知,在該條件下,CaSO4飽和溶液中,c(Ca2+)=c(SO42-)=3.0×10-3mol/L,Ksp(CaSO4)=9.0×10-6.當(dāng)向100mL該條件下的CaSO4飽和溶液中加入400mL0.01mol/L的Na2SO4溶液后;
混合液中c(Ca2+)==6.0×10-4mol/L;
c(SO42-)==8.6×10-3mol/L;
溶液中c(Ca2+)?c(SO42-)=5.16×10-6<Ksp(CaSO4)=9.0×10-6;所以混合液中無沉淀析出,最終溶液中硫酸根離子濃度增大;故選D。
【考點(diǎn)定位】考查難溶物的溶解平衡;物質(zhì)的分離和提純。
【名師點(diǎn)晴】本題考查了實(shí)驗(yàn)室利用毒重石制備BaCl2?2H2O的設(shè)計(jì)方法,側(cè)重考查影響反應(yīng)速率的因素、實(shí)驗(yàn)基本操作、沉淀溶解平衡的應(yīng)用等知識(shí),實(shí)驗(yàn)步驟結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析是解答的關(guān)鍵。制備BaCl2?2H2O的流程:毒重石的主要成分BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等雜質(zhì)),加鹽酸溶解,碳酸鋇和鹽酸反應(yīng):BaCO3+2H+=Ba2++CO2↑+H2O,加入氨水,調(diào)pH為8,F(xiàn)e3+完全沉淀時(shí)的pH為3.2,只有Fe3+完全沉淀,濾渣1為Fe(OH)3,溶液中主要含Ca2+、Mg2+、Ba2+,加入氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH=12.5,Ca2+完全沉淀時(shí)的pH為13.9,Mg2+完全沉淀時(shí)的pH為11.1,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,濾渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;溶液中主要含Ca2+、Ba2+,加入H2C2O4,得到CaC2O4↓,除去Ca2+,蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶得到BaCl2?2H2O?!窘馕觥浚?)Mg3(PO4)2,c=10-4mol/L
(2)①可以增大反應(yīng)物的接觸面積,增大反應(yīng)速率;②Fe3+;Mg(OH)2,Ca(OH)2;會(huì)導(dǎo)致生成BaC2O4沉淀,產(chǎn)品產(chǎn)量會(huì)減少;(3)D。三、判斷題(共1題,共2分)15、×【分析】【詳解】
向溶液中加入少量水,減小,堿性減弱即減小,則增大,則溶液中增大,故錯(cuò);【解析】錯(cuò)四、工業(yè)流程題(共2題,共12分)16、略
【分析】【分析】
將主要成分為In(OH)3的水銦礦溶解于稀硫酸,根據(jù)酸堿中和原理得到硫酸銦的溶液,將溶液蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶、過濾并洗滌、干燥得到硫酸銦晶體,將所得晶體與稀硫酸混合后電解可得到粗銦,再用NaOH溶液為電解液,進(jìn)行粗銦精煉得到高純銦,最后將高純銦溶解于稀硝酸,并通過加熱促進(jìn)硝酸銦分解可得到In2O3;據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)In(OH)3溶解于稀硫酸,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為In(OH)3+3H+=In3++3H2O,故答案為:In(OH)3+3H+=In3++3H2O;
(2)從硫酸銦的溶液中獲得硫酸銦晶體的方法是蒸發(fā)濃縮;冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌和干燥;故答案為:蒸發(fā)濃縮、冷卻結(jié)晶;
(3)電解精煉粗銦提純時(shí),粗銦為陽極,陰極上In3+發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為In3++3e-=In,故答案為:陽極;In3++3e-=In;
(4)硝酸銦受熱易分解,產(chǎn)物為三氧化二銦、二氧化氮及氧氣,反應(yīng)的方程式為:4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2↑,故答案為:4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2↑;
(5)?。磻?yīng)In2O3+CO?2InO+CO2的平衡常數(shù)K==0.25,根據(jù)同一容器中,氣體的濃度之比等于物質(zhì)的量之比,==4;故答案為:4;
ⅱ.0.02mol的In2O3(s)在反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)轉(zhuǎn)化率為50%,可知參加反應(yīng)的In2O3物質(zhì)量為0.01mol,同時(shí)參加反應(yīng)的CO和生成的CO2的物質(zhì)的量也為0.01mol,據(jù)ⅰ知平衡時(shí)=4,即=4;解得:x=0.05mol,故答案為:0.05mol;
(6)672mLNO2氣體的物質(zhì)的量為=0.03mol,被nmolNa2O2直接吸收,則根據(jù)電子守恒:0.03mol×1=nmol×2,解得:n=0.015mol,Na2O2的質(zhì)量為0.015mol×78g/mol=1.17g;大量NO2氣體排到大氣中,會(huì)造成光化學(xué)煙霧或硝酸型酸雨,故答案為:1.17;光化學(xué)煙霧或硝酸型酸雨。【解析】In(OH)3+3H+=In3++3H2O蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶陽極In3++3e-=In4In(NO3)32In2O3+12NO2↑+3O2↑40.051.17光化學(xué)煙霧或硝酸型酸雨17、略
【分析】【分析】
用鈦鐵礦(主要成分為FeTiO3,還含有少量MgO、SiO2等雜質(zhì))來制備Li4Ti5O12,由制備流程可知,加鹽酸酸浸溶解,SiO2與鹽酸不反應(yīng),過濾后的濾渣為SiO2,濾液①中含Mg2+、Fe2+、TiOCl42-,對(duì)濾液①加熱發(fā)生水解反應(yīng)TiOCl42-+(x+1)H2O?TiO2·xH2O↓+2H++4Cl-,水解后過濾,水解后的濾液②中含Mg2+、Fe2+,沉淀為TiO2?xH2O,向沉淀中加入氨水、雙氧水和LiOH反應(yīng)過濾后得到Li2Ti5O15,再與碳酸鋰高溫下發(fā)生反應(yīng)Li2Ti5O11+Li2CO3Li4Ti5O12+CO2↑生成Li4Ti3O12;據(jù)此分析解答。
【詳解】
(1)酸浸時(shí);要提高鐵的浸出率可采取的措施是提高溫度或?qū)⒌V石粉碎或適當(dāng)提高酸的濃度等;
(2)酸浸后的濾液①中鈦主要以TiOCl42-形式存在,則其水解生成TiO2·xH2O的離子方程式為TiOCl42-+(x+1)H2O?TiO2·xH2O↓+2H++4Cl-;加熱水的目的是促進(jìn)水解;
(3)TiO2·xH2O沉淀與雙氧水;氨水反應(yīng)時(shí);雙氧水受熱易分解,氨水受熱易揮發(fā),應(yīng)將溫度控制在50℃左右的原因是提高反應(yīng)速率,同時(shí)防止溫度過高造成雙氧水分解,氨水揮發(fā);
(4)若將濾液②加熱至一定溫度后,再加入雙氧水和磷酸,恰好使Mg2+沉淀完全[溶液中c(Mg2+)降至1.0×10-5mol·L-1],根據(jù)Ksp[Mg3(PO4)2]=c3(Mg2+)×c2(PO43-),c(PO43-)==1.0×10-4mol·L-1,Ksp(FePO4)=c(Fe3+)×c(PO43-),c(Fe3+)==1.5×10-17mol·L-1,此時(shí)溶液中==1.5×10-12;
(5)根據(jù)分析,高溫煅燒時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為Li2Ti5O11+Li2CO3Li4Ti5O12+CO2↑;
(6)某可充電的鋰離子電池以Li4Ti5O12為正極,嵌入鋰的碳材料為負(fù)極,含Li+導(dǎo)電固體為電解質(zhì)。放電時(shí)的電池反應(yīng)為LixC+Li4Ti5O12=Li(x-5)C+Li9Ti5O12,則充電時(shí)為電解池,是放電時(shí)的逆過程,充電時(shí)的總反應(yīng)為:Li(x-5)C+Li9Ti5O12LixC+Li4Ti5O12,陰極上得電子,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Li(x-5)C+5Li++5e-=LixC。
【點(diǎn)睛】
本題易錯(cuò)點(diǎn)為(3),結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)分析,雙氧水、氨水都不穩(wěn)定,溫度過高會(huì)分解和揮發(fā);解答(6)時(shí),要考慮二次電池的放電和充電過程互逆,根據(jù)放電過程總反應(yīng),書寫充電過程總反應(yīng),再根據(jù)電解池陰極發(fā)生還原反應(yīng),分析書寫電極反應(yīng)?!窘馕觥刻岣邷囟然?qū)⒌V石粉碎或適當(dāng)提高酸的濃度等TiOCl42-+(x+1)H2O?TiO2·xH2O↓+2H++4Cl-促進(jìn)水解提高反應(yīng)速率,同時(shí)防止溫度過高造成雙氧水分解,氨水揮發(fā)1.5×10-12Li2Ti5O11+Li2CO3Li4Ti5O12+CO2↑Li(x-5)C+5Li++5e-=LixC五、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)(共3題,共15分)18、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)蓋斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反應(yīng)Ⅰ屬于吸熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅰ達(dá)平衡時(shí)升溫,平衡正向移動(dòng),K增大,則減小;
(2)①A.Ⅲ為氣體分子總數(shù)減小的反應(yīng),加壓能使平衡正向移動(dòng),從而提高的平衡轉(zhuǎn)化率;A正確;
B.反應(yīng)Ⅰ為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡正向移動(dòng),反應(yīng)Ⅲ為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),的平衡轉(zhuǎn)化率不一定升高;B錯(cuò)誤;
C.增大與的投料比有利于提高的平衡轉(zhuǎn)化率;C正確;
D.催劑不能改變平衡轉(zhuǎn)化率;D錯(cuò)誤;
故選AC;
②200℃時(shí)是氣態(tài),1mol和1molH2充入密閉容器中,平衡時(shí)的轉(zhuǎn)化率為a,則消耗剩余的物質(zhì)的量為根據(jù)碳原子守恒,生成CO的物質(zhì)的量為消耗剩余生成此時(shí)平衡體系中含有和則反應(yīng)Ⅲ的其他條件不變,H2起始量增加到3mol,達(dá)平衡時(shí)則平衡時(shí)
的物質(zhì)的量分別為0.5mol、1.9mol、0.5mol、0.2mol、0.3mol,平衡體系中H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為1.9/3.4=0.56;
(3)①?zèng)Q速步驟指反應(yīng)歷程中反應(yīng)速率最慢的反應(yīng)。反應(yīng)速率快慢由反應(yīng)的活化能決定,活化能越大,反應(yīng)速率越慢。仔細(xì)觀察并估算表中數(shù)據(jù),找到活化能(過渡態(tài)與起始態(tài)能量差)最大的反應(yīng)步驟為
②反應(yīng)Ⅲ的指的是和的總能量與和的總能量之差為49kJ,而反應(yīng)歷程圖中的E表示的是1個(gè)分子和1個(gè)分子的相對(duì)總能量與1個(gè)分子和3個(gè)分子的相對(duì)總能量之差(單位為eV),且將起點(diǎn)的相對(duì)總能量設(shè)定為0,所以作如下?lián)Q算即可方便求得相對(duì)總能量【解析】(1)+41.0減小。
(2)AC0.56
(3)或-0.5119、略
【分析】【分析】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全電離生成H+。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)。
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,HCl完全電離,而CH3COOH部分電離,溶液中的c(H+)為鹽酸大于醋酸;由此可得出開始時(shí)反應(yīng)速率的大小關(guān)系。
(4)等體積;等pH的溶液①和④中;醋酸的濃度遠(yuǎn)大于鹽酸,分別與足量的②反應(yīng)時(shí),鹽酸和醋酸都發(fā)生完全電離,由此可得出二者消耗②的物質(zhì)的量大小關(guān)系。
【詳解】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全電離生成H+,其電離方程式為NaHSO4=Na++H++SO42-。答案為:NaHSO4=Na++H++SO42-;
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)=13。答案為:13;
(3)向等體積、等濃度的溶液①、④中加入大小相同的鎂條,HCl完全電離,而CH3COOH部分電離,溶液中的c(H+)為鹽酸大于醋酸,由此可得出
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