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…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………內(nèi)…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※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2025年北師大版選擇性必修1化學上冊月考試卷含答案考試試卷考試范圍:全部知識點;考試時間:120分鐘學校:______姓名:______班級:______考號:______總分欄題號一二三四五六總分得分評卷人得分一、選擇題(共5題,共10分)1、某小組采用電滲析法從含NH4H2PO4和(NH4)2HPO4的廢水中回收NH3·H2O和H3PO4;裝置如圖所示。下列說法正確的是。
A.膜1為陰離子交換膜,膜2為陽離子交換膜B.b處流出濃H3PO4溶液,d處流出濃氨水C.陰極區(qū)總反應式為2H2O+2NH+2e-=2NH3·H2O+H2↑D.每放出11.2LH2時,能回收H3PO4的質(zhì)量大于49g,小于98g2、相同金屬在其不同濃度鹽溶液中可形成濃差電池。如下圖所示裝置是利用濃差電池電解Na2SO4溶液(a、b電極均為石墨電極),可以制得O2、H2、H2SO4和NaOH。下列說法不正確的是。
A.a電極的電極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-B.c、d離子交換膜依次為陽離子交換膜和陰離子交換膜C.電池放電過程中,Cu(1)電極上的電極反應為Cu2++2e-=CuD.電池從開始工作到停止放電,電解池理論上可制得320gNaOH3、下列實驗事實可以用平衡移動原理解釋的是A.“NO2”球浸泡在熱水中,顏色變深B.H2(g)+I2(g)2HI(g),加壓后顏色變深C.過量鐵和稀硝酸反應,溶液變成淺綠色D.合成氨工業(yè)中使用鐵觸媒作催化劑4、在剛性密閉容器中充入CO2和H2發(fā)生反應:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H;測得反應過程如圖所示。下列說法正確的是。
A.平衡常數(shù):K1>K2B.反應溫度:T2>T1C.加催化劑,△H不變D.平衡后再通入CO2,其轉(zhuǎn)化率增大5、下列關于摩爾燃燒焓的說法正確的是A.燃燒反應放出的熱量就是該反應的摩爾燃燒焓B.可燃物質(zhì)發(fā)生氧化反應所放出的熱量就是摩爾燃燒焓C.可燃物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定化合物時所放出的熱量就是摩爾燃燒焓D.在一定反應溫度和壓強條件下,純物質(zhì)完全氧化為同溫下的指定產(chǎn)物時的焓變就是該物質(zhì)的摩爾燃燒焓評卷人得分二、填空題(共8題,共16分)6、CO還原脫硝技術(shù)可有效降低煙氣中的NOx的排放量。
(1)汽車在行駛過程中會產(chǎn)生有害氣體CO、NO,在催化劑作用下發(fā)生如下脫硝反應:該反應平衡常數(shù)的表達式K=______________,在570K時,K值極大,為1×1059,但汽車上仍需裝備尾氣處理裝置,其可能原因是________________。
(2)以Mn3O4為脫硝反應的催化劑;研究者提出如下反應歷程,將歷程補充完整。
第一步:___________________________________;
第二步:
(3)T℃、2L密閉容器中,充入各1mol的CO和NO混合氣體,加入Mn3O4發(fā)生脫硝反應,t0時達到平衡,測得反應過程中CO2的體積分數(shù)與時間的關系如下圖所示:
①比較大小:a處v正______b處v逆(填“>”;“<”或“=”)
②若t0=10min,反應從開始到達平衡CO氣體的平均反應速率v(CO)=_____。
③NO的平衡轉(zhuǎn)化率為______,T℃時反應的化學平衡常數(shù)K=_________。
④T℃時,某時刻測得體系中各物質(zhì)的量如下:n(CO)=0.2mol,n(NO)=0.2mol,n(N2)=0.1mol,n(CO2)=0.2mol,則此時該反應_______進行(填“向正反應方向”“向逆反應方向”或“處于平衡狀態(tài)”)。7、人們應用原電池原理制作了多種電池;以滿足不同的需要。以下每小題中的電池廣泛使用于日常生活;生產(chǎn)和科學技術(shù)等方面,請根據(jù)題中提供的信息,填寫空格。
(1)鉛蓄電池在放電時發(fā)生的電池反應式為:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O。負極電極反應式為_______。
(2)FeCl3溶液常用于腐蝕印刷電路銅板,發(fā)生2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若將此反應設計成原電池,則負極所用電極材料為_______,當線路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時,則被腐蝕銅的質(zhì)量為_____g。
(3)燃料電池是一種高效;環(huán)境友好的供電裝置;以甲醇做燃料的電池,如圖所示;
①負極反應式是_____,H+從_____極到____極(填a或b)。
②正極反應式為_________。8、研究NO2、SO2;CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)一定條件下,將2molNO與2molO2置于恒容密閉容器中發(fā)生如下反應:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),下列各項能說明反應達到平衡狀態(tài)的是_____________。
A.體系壓強保持不變。
B.混合氣體顏色保持不變。
C.NO和O2的物質(zhì)的量之比保持不變。
D.每消耗1molO2同時生成2molNO
(2)CO可用于合成甲醇,一定溫度下,向體積為2L的密閉容器中加入CO和H2,發(fā)生反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),達平衡后測得各組分濃度:。物質(zhì)COH2CH3OH濃度(mol/L)0.91.00.6
回答下列問題:
①混合氣體的平均相對分子質(zhì)量=_________________。
②平衡常數(shù)K=__________________。
③若將容器體積壓縮為1L,不經(jīng)計算,預測新平衡中c(H2)的取值范圍是__________。
④若保持體積不變,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此時v正______v逆(填“>”、“<”或“=”)。9、Ⅰ.已知t℃時,0.01mol/LNaOH溶液的pH=10,0.1mol/L的HA溶液中=108。請回答下列問題:
(1)該溫度下,水的離子積kw=___________。
(2)該溫度下,0.1mol/L的HA溶液中水電離出c(OH-)=___________。
(3)該溫度下,100mLpH=a的稀硫酸與10mLpH=b的NaOH溶液混合,溶液呈中性,則a、b的關系為______。
(4)在室溫下,蒸餾水稀釋0.01mol/LHA溶液時,下列呈減小趨勢的是___________。A.水的電離程度B.C.溶液中c(H+)和c(OH-)的乘積D.溶液中c(A-)?c(HA)的值
Ⅱ.室溫下;取pH=2的鹽酸和HA溶液各100mL,向其中分別加入適量的Zn粒,反應過程中兩溶液的pH變化如圖所示:
(5)圖中表示HA溶液pH變化曲線的是______(填“A”或“B”)。
(6)設鹽酸中加入Zn的質(zhì)量為m1,HA溶液中加入Zn的質(zhì)量為m2,則m1______m2填“>”<”或“=”10、將正確答案的序號填在空白處。
(1)用經(jīng)消毒的自來水配制下列溶液:①②③④⑤⑥稀鹽酸,發(fā)現(xiàn)部分藥品變質(zhì),它們是______。
(2)下列反應必須加入氧化劑且一步反應就能完成的是______。
①②③④⑤
(3)在如圖所示的8個裝置中,屬于原電池的是______。
(4)①②③④四種金屬片兩兩相連浸入稀硫酸中都可組成原電池。
①②相連時;外電路電流從②流向①;
②③相連時;③為正極;
②④相連時;②上有氣泡逸出;
③④相連時;③的質(zhì)量減少.
據(jù)此判斷這四種金屬活動性由大到小的順序是______。
(5)下列物質(zhì)中,不能由單質(zhì)直接化合生成的是______。
①②③④⑤
(6)下列物質(zhì)中,屬于強電解質(zhì)的是______;屬于非電解質(zhì)的是______。
①氨氣②氨水③鹽酸④醋酸⑤硫酸鋇⑥氯化銀⑦氯化鈉⑧二氧化碳⑨醋酸銨⑩氫氣水11、煉金廢水中含有絡離子[Au(CN)2]-,它能電離出有毒的CN-,當CN-與H+結(jié)合時生成劇毒的HCN。完成下列問題:
(1)HCN的水溶液酸性很弱,則HCN電離方程式為____________,NaCN的水溶液呈堿性是因為_____________(用離子方程式表示)。
(2)室溫下,如果將0.2molNaCN和0.1molHCl全部溶于水,形成混合溶液(假設無損失),①_____和____兩種粒子的物質(zhì)的量之和等于0.2mol。②____和____兩種粒子的物質(zhì)的量之和比H+多0.1mol。
(3)已知某溶液中只存在OH-、H+、Na+、CN-四種離子;某同學推測該溶液中各離子濃度大小順序可能有如下四種關系:
A.c(CN-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)B.c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(CN-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)D.c(CN-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
①若溶液中只溶解了一種溶質(zhì),上述離子濃度大小順序關系中正確的是(填序號)____。
②若上述關系中C是正確的,則溶液中溶質(zhì)的化學式是_______和_______。
③若該溶液中由體積相等的稀HCN溶液和NaOH溶液混合而成,且恰好呈中性,則混合前c(HCN)_____c(NaOH)(填“>”、“<”、或“=”下同),混合后溶液中c(Na+)與c(CN-)的關系c(Na+)______c(CN-)。12、部分弱酸的電離平衡常數(shù)如表:。弱酸HCOOHHClOH2CO3H2SO3電離平衡。
常數(shù)(25℃)Ka=1.77×10-4Ka=4.0×10-8Ka1=4.3×10-7
Ka2=4.7×10-11Ka1=1.54×10-2
Ka2=1.02×10-7
(1)室溫下①0.1mol·L-1HCOONa;②0.1mol·L-1NaClO;③0.1mol·L-1Na2CO3;④0.1mol·L-1NaHCO3四種溶液的pH由大到小的關系為________________。(用序號填空)
(2)濃度均為0.1mol·L-1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-濃度從大到小的順序為________________。
(3)下列離子方程式正確的是___________(填字母)。
A.2ClO-+H2O+CO2=2HClO+CO32-B.2HCOOH+CO32-=2HCOO-+H2O+CO2↑
C.H2SO3+2HCOO-=2HCOOH+SO32-D.Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-
(4)某溫度(T℃)下的溶液中,c(H+)=10-xmol·L-1,c(OH-=10-ymol·L-1;x與y的關系如圖所示。
①此溫度下,0.01mol/L的NaOH溶液中水電離出的OH-濃度為_______。
②在此溫度下,0.1mol·L-1的NaHSO4溶液與0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:。甲乙丙丁0.1mol·L-1的Ba(OH)2101010100.1mol·L-1的NaHSO45101520
按甲方式混合后,所得溶液的pH為____________;
按乙方式混合后,其反應的離子方程式:_________________。
按丁方式混合后,所得溶液顯____________(填“酸”“堿”或“中”)性13、在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g),在一定溫度進行如下反應:A(g)2B(g)+C(g)+D(s)△H=+85.1kJ·mol-1。容器內(nèi)氣體總壓強(P)與起始壓強P0的比值隨反應時間(t)數(shù)據(jù)見下表:。時間t/h01248162025P/P01.001.501.802.202.302.382.402.40
回答下列問題:
(1)該平衡常數(shù)的表達式為_____________。
(2)下列能提高A的轉(zhuǎn)化率的是________。
A.升高溫度B.體系中通入A氣體C.將D的濃度減小
D.通入稀有氣體He;使體系壓強增大到原來的5倍。
E.若體系中的C為HCl;其它物質(zhì)均難溶于水,滴入少許水。
(3)前2小時C的反應速率是___________mol.L-1
(4)平衡時A的轉(zhuǎn)化率___________C的體積分數(shù)_________(均保留兩位有效數(shù)字).h評卷人得分三、判斷題(共7題,共14分)14、在任何條件下,純水都呈中性。(______________)A.正確B.錯誤15、SO2(g)=S(g)+O2(g)ΔH>0,ΔS>0,該反應不能自發(fā)進行。__________________A.正確B.錯誤16、泡沫滅火器中的試劑是Al2(SO4)3溶液與Na2CO3溶液。(_______)A.正確B.錯誤17、(_______)A.正確B.錯誤18、甲烷的燃燒熱為則甲烷燃燒熱的熱化學方程式可表示為(_______)A.正確B.錯誤19、pH=11的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合:c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)。(_______)A.正確B.錯誤20、生活中用電解食鹽水的方法制取消毒液,運用了鹽類的水解原理。(_______)A.正確B.錯誤評卷人得分四、實驗題(共2題,共16分)21、“中和滴定”原理在實際生產(chǎn)生活中應用廣泛。用I2O5可定量測定CO的含量,該反應原理為5CO+I2O55CO2+I2。其實驗步驟如下:
①取250mL(標準狀況)含有CO的某氣體樣品,通過盛有足量I2O5的干燥管;在170℃下充分反應;
②用水-乙醇混合溶液充分溶解產(chǎn)物I2;配制100mL溶液;
③量取步驟②中溶液25.00mL于錐形瓶中,然后用0.01mol·L-1的Na2S2O3標準溶液滴定。
(1)步驟②中配制100mL待測溶液需要用到的玻璃儀器的名稱是燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管和____________________。
(2)Na2S2O3標準液應裝在__________(填字母)中。
(3)指示劑應選用__________,判斷達到滴定終點的現(xiàn)象是____________。(已知:氣體樣品中其他成分不與I2O5反應:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6)。
(4)下列操作會造成所測CO的體積分數(shù)偏大的是________(填字母)。
a.滴定終點俯視讀數(shù)。
b.錐形瓶用待測溶液潤洗。
c.滴定前有氣泡;滴定后沒有氣泡。
d.配制100mL待測溶液時,有少量濺出22、二氯化錫用于染料、香料、制鏡、電鍍等工業(yè)。二氯化錫有強烈的水解性,在水溶液中難以制得無水二氯化錫。某科研小組利用金屬錫與濃鹽酸反應,首先得到SnCl2·2H2O,又利用乙酸酐[(CH3CO)2O]的強脫水性將SnCl2·2H2O中的水脫去制得無水二氯化錫。制取SnCl2·2H2O的裝置如圖所示:
回答下列問題:
Ⅰ.制備SnCl2·2H2O
在250mL錐形瓶A中放入25g剪碎的錫絲和70mL濃鹽酸;加熱至80℃以上,反應30min后,再向反應瓶中添加25~30mL濃鹽酸。繼續(xù)加熱至錫絲全部溶解,冷卻至室溫,常壓過濾,用13~20mL濃鹽酸淋洗濾紙,將濾液全部轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)皿中,再用15~20mL濃鹽酸分次洗滌反應瓶,將洗滌液也轉(zhuǎn)至蒸發(fā)皿中,小火加熱濃縮至一定現(xiàn)象出現(xiàn)。冷卻;減壓過濾,將晶體放入干燥器中干燥30min,稱量。
(1)實驗中加入濃鹽酸的作用,一是作為反應物,二是___________。
(2)錐形瓶B的作用為___________;錐形瓶C中的試劑為___________。
(3)“小火加熱濃縮至一定現(xiàn)象出現(xiàn)”中的“一定現(xiàn)象”為___________。
(4)寫出制備SnCl2·2H2O的化學方程式:___________。
Ⅱ.制備SnCl2
將制得的SnCl2·2H2O放入干燥的250mL燒杯中;置于通風櫥內(nèi),加入足量的乙酸酐,同時用玻璃棒攪拌,無需加熱,約30min后,抽濾,用10~15mL乙醚淋洗產(chǎn)品。將產(chǎn)品轉(zhuǎn)移到表面皿上,放入干燥器中干燥30min。
(5)寫出制備SnCl2的化學方程式:___________。
(6)用玻璃棒攪拌的目的是___________。
(7)用乙醚淋洗產(chǎn)品的目的是___________。
Ⅲ.產(chǎn)率計算。
向Ⅱ中干燥30min后的產(chǎn)品中加入足量的HgCl2溶液,充分反應后,分液、洗滌等,得3.0mL的Hg(ρ=13.4g·cm?3),反應機理為SnCl2+HgCl2=Hg↓+SnCl4,計算SnCl2的產(chǎn)率為___________%。(保留小數(shù)點后一位)評卷人得分五、原理綜合題(共4題,共32分)23、(1)NH3合成技術(shù)的迅速發(fā)展解決了維持過去100年人口增長所需食物攝入的緊迫性??茖W家一直致力研究常溫、常壓下“人工固氮”的新方法。曾有實驗報道:在常溫、常壓、光照條件下,N2在催化劑(摻有少量Fe2O3的TiO2)表面與水發(fā)生反應,生成的主要產(chǎn)物為NH3,進一步研究NH3生成量與溫度的關系,部分實驗數(shù)據(jù)見下表(光照、N2壓力1.0×105Pa、反應時間3h):。T/K303313323353NH3生成量/(10-6mol)4.85.96.02.0
相應的熱化學方程式如下:2N2(g)+6H2O(1)4NH3(g)+3O2(g)ΔH=+1530.4kJ·mol-1
①實驗中323K時,該反應的平均反應速率為v(N2)=___________mol/h。
②與目前廣泛使用的工業(yè)合成氨方法相比,該方法中固氮反應速率慢。請?zhí)岢隹商岣咂浞磻俾是以龃驨H3生成量的建議:___________。
③353K比323K,NH3的生成量少的原因可能是___________。
④設在恒壓為P恒溫為T的條件下,密閉容器中充入0.60molN2和1.80molH2,高溫高壓合成氨,平衡時NH3的物質(zhì)的量分數(shù)為計算該條件下反應2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常數(shù)Kp=___________。(以分壓代替濃度表示;分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))
(2)NH3還是重要的化工原料,用于生產(chǎn)多種化工產(chǎn)品如N2H4等。
①寫出2種以NH3為原料制備的常見化工產(chǎn)品的化學式___________(除N2H4;銨鹽外)。
②N2H4的電子式為___________,N2H4的水溶液呈弱堿性,室溫下其電離常數(shù)K1=1.0×10-6,則0.01mol·L-1N2H4水溶液的pH=___________(忽略N2H4的二級電離和H2O的電離)。
③N2H4是一種高能燃料,可用于燃料電池,原理如圖,電池的負極反應式為___________。
24、CO2的回收與利用是科學家研究的熱點課題,可利用CH4與CO2制備“合成氣”(CO、H2);還可制備甲醇;二甲醚、碳基燃料等產(chǎn)品。
I.CO2催化加氫合成CH3OCH3是一種CO2轉(zhuǎn)化方法;其過程中主要發(fā)生下列反應:
反應1:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)ΔH=+41.2kJ·mol-1
反應2:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.5kJ·mol-1
(1)CO和H2也能合成CH3OCH3,請寫出熱化學方程式___________。
(2)在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中:CH3OCH3的選擇性=
則溫度高于300℃,溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率影響較大的是反應___________(填“1”或“2”);通常情況下,為提高生產(chǎn)效益(單位時間內(nèi)的生產(chǎn)效率),提高產(chǎn)品選擇性,除了采取調(diào)節(jié)體系的壓強外,還可以采取的措施是___________、___________。
II.在一定條件下,選擇合適的催化劑只進行反應CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)。調(diào)整CO2和H2初始投料比,測得在一定投料比和一定溫度下,該反應CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖(各點對應的反應溫度可能相同;也可能不同)。
(3)經(jīng)分析,A、E和G三點對應的反應溫度相同,結(jié)合數(shù)據(jù)說明判斷理由_______。
(4)已知反應速率v=v正-v逆=k正x(CO2)x(H2)-k逆x(CO)x(H2O),k正、k逆分別為正、逆向反應速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分數(shù)。C、D、E三點中k正-k逆最大的是_______,計算E點所示的投料比在從起始到平衡的過程中,當CO2轉(zhuǎn)化率達到50%時,=_______。
III.制備碳基燃料。
利用銅基配合物1,10—phenanthroline—Cu催化劑電催化CO2還原制備碳基燃料(包括CO、烷烴和酸等)是減少CO2在大氣中累積和實現(xiàn)可再生能源有效利用的關鍵手段之一;其裝置原理如圖所示。
(5)電路中每轉(zhuǎn)移2mol電子,陽極室溶液質(zhì)量減少___________g。25、某溫度時,在2L密閉容器中氣態(tài)物質(zhì)X和Y反應生成氣態(tài)物質(zhì)Z;它們的物質(zhì)的量隨時間的變化如下表所示。
(1)根據(jù)下表中數(shù)據(jù),在下圖中畫出X、Y、Z的物質(zhì)的量(n)隨時間(t)變化的曲線:_________。t/minX/molY/molZ/mol01.001.000.0010.900.800.2030.750.500.5050.650.300.7090.550.100.90100.550.100.90140.550.100.90
(2)體系中發(fā)生反應的化學方程式是___________________________________________;
(3)列式計算該反應在0~3min時間內(nèi)產(chǎn)物Z的平均反應速率:_________________________;
(4)該反應達到平衡時反應物X的轉(zhuǎn)化率α等于__________________________________________;
(5)如果該反應是放熱反應。改變實驗條件(溫度、壓強、催化劑)得到Z隨時間變化的曲線1、2、3(如下圖所示)則曲線1、2、3所對應的實驗條件改變分別是:1___________________,2_______________________,3______________________。26、CO2作為未米的重要碳源,其選擇性加氫合成CH3OH一直是研究熱點,在CO2加氫合成CH3OH的體系中;同時發(fā)生以下反應:
反應i:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)?H1<0
反應ii:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H2>0
(1)在特定溫度下,由穩(wěn)定態(tài)單質(zhì)生成lmol化合物的焓變叫該物質(zhì)在此溫度下的標準生成焓(△fH)。表中為幾種物質(zhì)在298K的標準生成焓,則反應ii的?H2=___kJ·mol?1。物質(zhì)H2(g)CO2(g)CO(g)H2O(g)△fH(kJ·mol?1)0?394?111?242
(2)若實驗測得反應i:υ正=k正·c(CO2)·c3(H2),υ逆=k逆·c(CH3OH)·c(H2O)(k正、k逆為速率常數(shù))。1899年阿侖尼烏斯指出化學反應速率常數(shù)和溫度的定量關系為:k=A其中k為速率常數(shù),A、R為常數(shù),Ea為活化能,T為熱力學溫度,e為自然對數(shù)的底。則達到平衡后,僅加入催化劑,k正增大的倍數(shù)___(填“>”“<”或“=")k逆增大的倍數(shù)。
(3)在CO2加氫合成CH3OH的體系中,下列說法錯誤的是___(填標號).
A.增大H2濃度有利于提高CO2的轉(zhuǎn)化率。
B.若升高溫度;反應i的正反應速率減?。悍磻猧i的正反應速率增大。
C.體系達平衡后;若壓縮體積,則反應i平衡正向移動,反應ii平衡不移動。
D.選用合適的催化劑可以提高CH3OH在單位時間內(nèi)的產(chǎn)量。
(4)某溫度下,向容積為1L的密閉容器中通入2molCO2和10molH2,10min后體系達到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為20%,CH3OH的選擇性為50%。
已知:CH3OH的選擇性X=×100%
①用CO2表示0~10min內(nèi)平均反應速率υ(CO2)=___
②反應i的平衡常數(shù)K=___L2/mol2(寫出計算式即可)。
(5)維持壓強和投料不變,將CO2和H2按一定流速通過反應器,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率a(CO2)和甲醇的選擇性χ(CH3OH)隨溫度變化的關系如圖所示:
已知催化劑活性受溫度影響變化不大;結(jié)合反應i和反應ii,分析235℃后曲線變化的原因。
①甲醇的選擇性隨溫度升高而下降的原因是___;
②二氧化碳的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高也在下降的可能原因是___。評卷人得分六、元素或物質(zhì)推斷題(共4題,共12分)27、A;B、D和E四種元素均為短周期元素,原子序數(shù)逐漸增大。A元素原子的核外電子數(shù)、電子層數(shù)和最外層電子數(shù)均相等。B、D、E三種元素在周期表中相對位置如圖所示:
只有E元素的單質(zhì)能與水反應生成兩種酸。甲、乙、M、W、X、Y、Z七種物質(zhì)均由A、B、D三種元素中的一種或幾種組成,其中只有M分子同時含有三種元素;W為N2H4,可作火箭燃料;甲;乙為非金屬單質(zhì);X分子中含有10個電子,它們之間的轉(zhuǎn)化關系如圖所示:
回答下列問題:
(1)甲和乙生成標準狀況下1.12LY,吸收9.025kJ的熱量,寫出反應的熱化學方程式:____。
(2)一定量E的單質(zhì)與NaOH溶液恰好完全反應后,所得溶液的pH__7(填“大于”“等于”或“小于”),原因是________(用離子方程式表示)。
(3)W-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。W-空氣燃料電池放電時,正極反應式為_____________,負極反應式為_________。
(4)將一定量的A2、B2混合氣體放入1L密閉容器中,在500℃、2×107Pa下反應達到平衡,測得平衡氣體的總物質(zhì)的量為0.5mol,其中A2為0.3mol,B2為0.1mol。則該條件下A2的平衡轉(zhuǎn)化率為____,該溫度下該反應的平衡常數(shù)為_____。
(5)在密閉容器中充入一定量的A2、B2混合氣體,改變外界條件,H2的轉(zhuǎn)化率變化如圖所示:則X可代表什么____?
A、溫度的變化B、壓強的變化C、n(B2)/n(A2)的變化D、催化劑接觸面積多少28、V;W、X、Y、Z是由四種短周期元素中的兩種或三種組成的5種化合物;其中W、X、Z均由兩種元素組成,X是導致溫室效應的主要氣體,Z是天然氣的主要成分,Y、W都既能與酸反應,又能與強堿溶液反應。上述5種化合物涉及的四種元素的原子序數(shù)之和等于28;V由一種金屬元素和兩種非金屬元素組成,其原子個數(shù)比為1︰3︰9,所含原子總數(shù)等于其組成中金屬元素的原子序數(shù)。它們之間的反應關系如下圖:
(1)寫出W物質(zhì)的一種用途______________。
(2)寫出V與足量NaOH溶液反應的化學方程式___________________。
(3)將過量的X通入某種物質(zhì)的水溶液中可以生成Y,該反應的離子方程式為________________。
(4)4gZ完全燃燒生成X和液態(tài)水放出222.5kJ的熱量,請寫出表示Z燃燒熱的熱化學方程式__________________。
(5)在200mL1.5mol·L-1NaOH溶液中通入標準狀況下4.48LX氣體,完全反應后所得溶液中,各種離子濃度由大到小的順序是____________。
(6)Y是一種難溶物質(zhì),其溶度積常數(shù)為1.25×10-33。將0.01molY投入1L某濃度的鹽酸中,為使Y完全溶解得到澄清透明溶液,則鹽酸的濃度至少應為____________(體積變化忽略不計,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。29、如圖是氯堿工業(yè)的流程及產(chǎn)物的部分轉(zhuǎn)化關系;其中A;B、C、D、E分別表示一種或多種物質(zhì)。
請回答下列問題:
(1)離子膜電解槽中發(fā)生反應的化學方程式為:__________。
(2)C產(chǎn)生在離子膜電解槽的_______(填“陰極室”或“陽極室”),寫出A的化學式____
(3)反應④的離子方程式為:____。
(4)粗鹽水中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、SO等雜質(zhì),必須除去雜質(zhì)后使用。已知:KSP[Mg(OH)2]=5.61×10-12;KSP[MgCO3]=6.82×10-6,為了盡可能除去Mg2+,你選用純堿還是燒堿:_________;粗鹽水精制的過程中可能用到①鹽酸、②燒堿、③純堿、④氯化鋇、⑤過濾,添加試劑及操作的合理順序是_________(填序號)。
(5)氯堿工業(yè)的產(chǎn)品都有廣泛的用途。如圖是從海水中提取鎂的流程,其中步驟③的操作是_______,步驟④需要用到D,原因是_________。
30、今有一混合物的水溶液,只可能含有以下離子中的若干種:K+、Al3+、Fe2+、Mg2+、Ba2+、NH4+、Cl-、CO32-、SO42-;現(xiàn)取兩份100mL溶液進行如下實驗:
①第一份加過量NaOH溶液加熱后;只收集到氣體0.02mol,無沉淀生成,同時得到溶液甲。
②在甲溶液中通入過量CO2;生成白色沉淀,沉淀經(jīng)過濾;洗滌、灼燒,質(zhì)量為1.02g。
③第二份加足量BaCl2溶液后;得白色沉淀,加鹽酸不溶解,經(jīng)過濾;洗滌、干燥后,稱得沉淀質(zhì)量為13.98g。
(1)由上述實驗可確定溶液中一定不存在的離子是______________,不能確定是否存在的離子是_______,檢驗該離子需使用何種試劑或方法______________。
(2)由題意可知此溶液呈________性(答酸性、堿性或中性),上述金屬離子中既能被氧化又能被還原的離子是___________。
(3)鉀離子是否存在(是或否):_______,若存在其濃度范圍為(沒有則不答):_________。參考答案一、選擇題(共5題,共10分)1、C【分析】【分析】
電解池左側(cè)生成氫氣,可知其為陰極室,電極反應為2H2O+2e?=H2↑+2OH?,原料室中的通過陽離子膜(膜1)進入陰極室與OH?結(jié)合生成NH3?H2O,陰極室總反應為2H2O+2+2e-=2NH3·H2O+H2↑;同理右側(cè)為陽極室,電極反應為2H2O?4e?=O2↑+4H+,原料室中的通過陰離子膜(膜2)進入陽極室與H+結(jié)合生成H3PO4。
【詳解】
A.由分析可知;膜1為陽離子交換膜,膜2為陰離子交換膜,A錯誤;
B.b處是從陰極室流出;是濃氨水,d處是從陽極室流出,是濃磷酸,B錯誤;
C.陰極區(qū)發(fā)生反應:2H2O+2e-=2OH-+H2↑;+OH-=NH3?H2O=;總反應式為二者結(jié)合:2H2O+2+2e-=2NH3·H2O+H2↑;C正確;
D.11.2LH2沒有說明是在標準狀況下,無法確定其物質(zhì)的量,無法計算回收H3PO4的質(zhì)量;D錯誤;
故答案選C。2、D【分析】【分析】
濃差電池放電時,兩個電極區(qū)的濃度差會逐漸減小,當兩個電極區(qū)硫酸銅溶液的濃度完全相等時,放電停止,電池放電過程中,Cu(1)電極上發(fā)生使Cu2+濃度降低的還原反應,作正極,Cu(2)電極上發(fā)生使Cu2+濃度升高的氧化反應,作負極,則在右池的電解池中,a為電解池的陰極,H2O中的H+得到電子發(fā)生還原反應生成H2,b為電解池的陽極,H2O中的OH-失去電子發(fā)生氧化反應生成O2。
【詳解】
A.a(chǎn)為電解池的陰極,H2O中的H+得到電子發(fā)生還原反應生成H2,電極反應為2H2O+2e-=H2↑+2OH-;A正確;
B.因溶液為電中性,a電極附近產(chǎn)生了陰離子,必須讓陽離子發(fā)生移動,c為陽離子交換膜,b電極附近陰離子減少;必須讓陰離子發(fā)生移動,d為陰離子交換膜,B正確;
C.Cu(1)作正極,得到電子,電極反應為Cu2++2e-=Cu;C正確;
D.電池從開始工作到停止放電,正極區(qū)硫酸銅溶液濃度同時由2.5mol·L-1降到1.5mol·L-1,負極區(qū)硫酸銅溶液同時由0.5mol·L-1升到1.5mol·L-1,正極反應可還原Cu2+的物質(zhì)的量為2L×(2.5-1.5)mol·L-1=2mol,電路中轉(zhuǎn)移4mol電子,電解池的陰極生成4molOH-;即陰極區(qū)可得4mol氫氧化鈉,其質(zhì)量為160g,D錯誤;
綜上所述答案為D。3、A【分析】【詳解】
A.“NO2”球中有將該“NO2”球浸泡在熱水中;平衡逆向移動,顏色變深,A符合題意;
B.該反應是氣體體積不變的反應;加壓不會使平衡移動;加壓后,容器體積變小,各組分濃度變大,體系顏色變深,并非由平衡移動引起;B不符合題意;
C.鐵和稀硝酸反應生成硝酸鐵;過量的鐵會繼續(xù)和硝酸鐵反應生成硝酸亞鐵,所以過量鐵和稀硝酸反應后,溶液會變成淺綠色,該過程和平衡移動無關,C不符合題意;
D.合成氨工業(yè)使用鐵觸媒作催化劑可以加快反應速率;催化劑不會引起平衡的移動,D不符合題意;
故選A。4、C【分析】【分析】
【詳解】
A.由圖像知,根據(jù)先拐先平衡,數(shù)字大,T1先達到平衡,溫度較高,從T1到T2,降低溫度,CO2物質(zhì)的量減小,平衡正向移動,說明正反應是放熱反應,即大于故A錯誤;
B.根據(jù)先拐先平衡,數(shù)字大,反應溫度:T1>T2;故B錯誤;
C.催化劑改變速率;不改變平衡,反應熱不變,故C正確;
D.平衡后,增大濃度,的平衡轉(zhuǎn)化率減小,的平衡轉(zhuǎn)化率增大;故D錯誤。
綜上所述,答案為C。5、D【分析】【詳解】
A.可燃物的燃燒可以是完全燃燒也可以是不完全燃燒;而摩爾燃燒焓必須是完全燃燒放出的熱量,故A錯誤;
B.某物質(zhì)的摩爾燃燒焓指在一定反應溫度和壓強條件下,純物質(zhì)完全氧化為同溫下的指定產(chǎn)物時的焓變,并指定物質(zhì)中所含有的氮元素氧化為氫元素氧化為碳元素氧化為要指定燃燒產(chǎn)物,故B錯誤;
C.沒有指定燃燒的條件;沒有指定燃燒產(chǎn)物,故C錯誤;
D.在一定反應溫度和壓強條件下,純物質(zhì)完全氧化為同溫下的指定產(chǎn)物時的焓變就是該物質(zhì)的摩爾燃燒焓;故D正確。
故選D。二、填空題(共8題,共16分)6、略
【分析】【詳解】
(1)根據(jù)化學平衡常數(shù)的定義,可寫出汽車尾氣排放的速率較快;雖然該反應的平衡常數(shù)較大,但單位時間內(nèi)轉(zhuǎn)化量較少,因此需要安裝尾氣處理裝置,其目的是提高化學反應速率;
故答案為化學反應速率慢;
(2)用總反應-第二步反應可得第一步反應為:Mn3O4+2NO=3MnO2+N2;
(3)
起始濃度(mol/L)0.50.500
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)2x2x2xx
平衡濃度(mol/L)0.5-2x0.5-2x2xx
由圖可知,=0.5;解得x=0.2
①由圖可知,a點時反應向正向進行,b點時反應達到平衡,由此可知va正>vb正=vb逆,故答案為>;
②v(CO)==0.04mol/(L·min);
③NO的平衡轉(zhuǎn)化率
④該溫度下平衡常數(shù)K===320,該時刻各物質(zhì)濃度為:c(CO)=0.1mol/L、c(NO)=0.1mol/L、c(N2)=0.05mol/L、c(CO2)=0.1mol/L,則濃度熵QC==5【解析】化學反應速率慢Mn3O4+2NO=3MnO2+N2>0.04mol/(L·min)80%320向正反應方向7、略
【分析】【分析】
原電池中負極發(fā)生失電子的氧化反應;根據(jù)原電池的工作原理,負極發(fā)生氧化反應,銅元素由0價變?yōu)?2價,銅發(fā)生氧化反應;根據(jù)圖示CH3OH發(fā)生失電子的氧化反應生成CO2,b極為負極;O2發(fā)生得電子的還原反應生成H2O;a極為正極。
【詳解】
(1)在原電池中負極發(fā)生失電子的氧化反應,Pb失電子,化合價升高發(fā)生氧化反應,則負極電極反應式為Pb-2e-+SO42-=PbSO4。
(2)根據(jù)原電池的工作原理,負極發(fā)生氧化反應,正極發(fā)生還原反應,銅化合價升高,則負極電極反應式為Cu-2e-=Cu2+,鐵元素化合價降低,則正極電極反應式為2Fe3++2e-=2Fe2+;故負極所用電極材料為Cu;根據(jù)電極反應式可知,當線路中轉(zhuǎn)移0.2mol電子時,被腐蝕Cu的物質(zhì)的量為0.1mol,被腐蝕銅的質(zhì)量為0.1mol×64g/mol=6.4g。
(3)根據(jù)圖示CH3OH發(fā)生失電子的氧化反應生成CO2,b極為負極;O2發(fā)生得電子的還原反應生成H2O;a極為正極。
①綜上分析,負極反應物為CH3OH,原電池中陽離子向正極遷移,H+從負極到正極,H+從b極到a極。
②正極O2發(fā)生得電子的還原反應生成H2O,1moO2得到4mol電子,正極電極反應式為3O2+12e-+12H+=6H2O?!窘馕觥縋b–2e-+SO=PbSO4Cu6.4g2CH3OH–12e-+2H2O=2CO2+12H+ba3O2+12e-+12H+=6H2O8、略
【分析】【詳解】
(1)A.該反應兩邊的化學計量數(shù)不相等;在反應沒有達到平衡時,氣體的物質(zhì)的量會發(fā)生改變,體系的壓強也要改變,如果壓強不變說明氣體的生成與消耗速率相等,反應達到了平衡,A項正確;
B.反應中NO2是有色氣體,顏色不變說明NO2的濃度不再改變;則反應達到了平衡,B項正確;
C.NO和O2的起始物質(zhì)的量相等,但化學計量數(shù)不同,變化量不相同,如果沒有達到平衡,NO和O2的物質(zhì)的量之比會發(fā)生改變;不發(fā)生改變說明達到了平衡,C項正確;
D.每消耗1molO2同時生成2molNO;正逆反應速率相等,說明反應達到了平衡,D項正確;
故選ABCD;
(2)①由表中數(shù)據(jù)知,CO、H2、CH3OH的物質(zhì)的量分別是1.8mol、2mol、1.2mol,質(zhì)量分別為1.8mol×28g/mol=50.4g、2mol×2g/mol=4g、1.2mol×32g/mol=38.4g,則混合氣體的平均相對分子質(zhì)量等于==18.56g/mol;因此平均相對分子質(zhì)量是18.56;
②平衡常數(shù)K==≈0.67;
③若將容器體積壓縮為1L,該瞬間H2的濃度變?yōu)?mol/L,壓縮容器使得壓強變大,結(jié)合CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中的化學計量數(shù)知,平衡右移,氫氣的濃度變小,根據(jù)勒夏特列原理知,平衡時的氫氣的濃度范圍為1mol/L<c(H2)<2mol/L;
④根據(jù)題給數(shù)據(jù):(單位mol/L)。CO2H2CH3OH原平衡各組分濃度0.91.00.6再充入濃度0.300.2充入后各組分濃度1.21.00.8
Qc===0.67=K,說明此時化學反應仍處平衡狀態(tài),則v正=v逆。
【點睛】
若用Qc表示任意狀態(tài)下;可逆反應中產(chǎn)物的濃度以其化學計量系數(shù)為指數(shù)的乘積與反應物的濃度以其化學計量系數(shù)為指數(shù)的乘積之比,則這個比值稱為濃度商。將濃度商和平衡常數(shù)作比較可得可逆反應所處的狀態(tài)。即:
Qc=Kc體系處于化學平衡。
Qc<Kc反應正向進行。
Qc>Kc反應逆向進行。
可見只要知道一定溫度下,某一反應的平衡常數(shù),并且知道反應物及產(chǎn)物的濃度,就能判斷該反應是平衡狀態(tài)還是向某一方向進行?!窘馕觥竣?A、B、C、D②.18.56③.0.67④.1mol/L<c(H2)<2mol/L⑤.=9、略
【分析】(1)
已知t℃時,0.01mol/LNaOH溶液的pH=10,該溶液中c(H+)=10-10mol/L,c(OH-)=0.01mol/L,故該溫度下,水的離子積Kw=c(H+)×c(OH-)=10-10×0.01=10-12;
(2)
0.1mol/L的HA溶液中=108,結(jié)合Kw=c(H+)×c(OH-)=10-12,則溶液中的c(OH-)=10-10mol/L,而0.1mol/L的HA溶液中OH-全部由水電離提供,故水電離出的c(OH-)=10-10mol/L;
(3)
由題意知,稀硫酸中n(H+)等于NaOH溶液中n(OH-),故100×10-a=10×10b-12,故a+b=13;
(4)
A.蒸餾水稀釋0.01mol/LHA溶液時,溶液中的H+濃度逐漸減?。粚λ碾婋x的抑制作用逐漸減弱,故水的電離程度逐漸增大,A不符合題意;
B.蒸餾水稀釋0.01mol/LHA溶液時,溶液中的H+濃度逐漸減小,溫度不變Ka不變,故逐漸減??;B符合題意;
C.溶液中c(H+)和c(OH-)的乘積是水的離子積;溫度不變,水的離子積不變,C不符合題意;
D.蒸餾水稀釋0.01mol/LHA溶液時,c(A-)、c(HA)均減??;故兩者乘積也減小,D符合合題意;
故答案為:BD;
(5)
反應過程中,HA還會不斷電離出氫離子,c(H+)減小的慢;故曲線B對應的是HA;
(6)
HA為弱酸,pH相同時HA的濃度遠大于HCl的濃度,在等體積的情況下,n(HA)>n(HCl),與適量的鋅反應,HA消耗的Zn質(zhì)量較大,故此處填:<?!窘馕觥?1)10-12
(2)10-10mol/L
(3)a+b=13
(4)BD
(5)B
(6)<10、略
【分析】【分析】
(1)氯水中含氯氣;HClO、水三種分子;含氫離子、氫氧根離子、氯離子、次氯酸根離子,與藥品不反應,則不變質(zhì);
(2)必須加入氧化劑;則選項中為還原劑的反應,還原劑中某元素的化合價升高,且反應一步轉(zhuǎn)化;
(3)由兩個活性不同的電極;有電解質(zhì)溶液、形成閉合回路、可自發(fā)進行放熱的氧化還原反應可構(gòu)成原電池;
(4)原電池中;作負極的金屬活潑;
(5)變價金屬與強氧化劑反應生成高價金屬化合物;與弱氧化劑反應生成低價金屬化合物;
(6)電解質(zhì);非電解質(zhì)都為化合物;利用熔融或溶于水能否電離分析。
【詳解】
氯水中含氯氣、HClO、水三種分子,含氫離子、氫氧根離子、氯離子、次氯酸根離子,氯氣、HClO均與發(fā)生氧化還原反應而變質(zhì),氯離子與生成AgCl沉淀而變質(zhì),故答案為:
中N元素的化合價升高;需要加氧化劑,但不能一步轉(zhuǎn)化,故不選;
中N元素的化合價降低;與水反應可轉(zhuǎn)化,不需要加還原劑,故不選;
中N元素的化合價升高;與水反應可轉(zhuǎn)化,不需要加氧化劑,故不選;
中N元素的化合價升高;需要加氧化劑,可一步轉(zhuǎn)化,故選;
中N元素的化合價降低;需要加還原劑轉(zhuǎn)化,故不選;
故答案為:
中只有Zn不能構(gòu)成原電池,電極材料相同不能構(gòu)成原電池,中酒精為非電解質(zhì)不能構(gòu)成原電池,不是閉合回路不能構(gòu)成原電池,而符合原電池的構(gòu)成條件,故答案為:
相連時,外電路電流從流向為負極,金屬性
相連時,為正極,為負極,金屬性
相連時,上有氣泡逸出,為負極,金屬性
相連時,的質(zhì)量減少,為負極,金屬性
則金屬活動性由大到小的順序是
與S反應生成不能直接得到,故選;
與S反應直接得到FeS;故不選;
與氧氣反應直接生成故選;
與氫氣反應生成故不選;
⑤Fe與氯氣反應直接生成不能生成FeCl2;故選;
故答案為:
氨氣溶于水;溶液能夠?qū)щ?,但氨氣本身不能電離,為非電解質(zhì);
氨水為混合物;既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);
鹽酸為混合物;既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);
醋酸為乙酸和水為混合物;既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);
硫酸鋇在熔融狀態(tài)下完全電離;為強電解質(zhì);
氯化銀在熔融狀態(tài)下完全電離;為強電解質(zhì);
氯化鈉在熔融狀態(tài)下及溶于水均完全電離;為強電解質(zhì);
二氧化碳溶于水;溶液能夠?qū)щ姡趸急旧聿荒茈婋x,為非電解質(zhì);
醋酸銨在熔融狀態(tài)下及溶于水均完全電離;為強電解質(zhì);
氫氣為單質(zhì);既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);
水能微弱電離;為弱電解質(zhì);
則屬于強電解質(zhì)的是屬于非電解質(zhì)的是
【點睛】
電解質(zhì)是指在水溶液中或熔融狀態(tài)下能導電的化合物,例如酸、堿、鹽、活潑金屬氧化物等,凡在上述情況下不能導電的化合物叫非電解質(zhì),例如非金屬氧化物、一些氫化物和一些有機物如蔗糖和酒精等;特別注意能導電的不一定是電解質(zhì),且非電解質(zhì)的水溶液也可能導電,如CO2的水溶液導電,是因為生成碳酸的緣故;另外電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物,既要排除單質(zhì)又要排除混合物?!窘馕觥竣佗冖堍茛堍冖堍蔻撷佗邰堍冖佗邰茛茛蔻撷幄佗?1、略
【分析】【分析】
(1)HCN的水溶液酸性很弱;在溶液中存在電離平衡,NaCN是強堿弱酸鹽,在溶液中存在鹽的水解平衡。
(2)NaCN與HCl在溶液中會發(fā)生復分解反應;根據(jù)物料守恒和電荷守恒分析判斷。
(3)①只有一種溶質(zhì)時;溶質(zhì)為NaCN,根據(jù)氰氫酸根離子水解進行分析;
②若上述關系中C是正確的,溶液呈酸性,且c(CN-)>c(Na+);則溶液中的溶質(zhì)是氰酸鈉和氰氫酸;
③若氰氫酸與氫氧化鈉等體積、等濃度混合,溶液顯示堿性,則氰氫酸的濃度應該稍大;混合溶液呈中性,則c(OH-)=c(H+);再結(jié)合電荷守恒判斷混合后的溶液中氰氫根離子與鈉離子的濃度關系。
【詳解】
(1)HCN是一元弱酸,在水溶液中存在電離平衡,實驗HCN電離方程式為HCNH++CN-,NaCN是強堿弱酸鹽,在水溶液中CN-發(fā)生水解作用,消耗水電離產(chǎn)生的H+,當最終達到平衡使,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液顯堿性,用離子方程式表示為:CN-+H2OHCN+OH-。
(2)NaCN與HCl發(fā)生復分解反應,反應方程式為:NaCN+HCl=NaCl+HCN,由于二者反應時的物質(zhì)的量的比是1:1,如果將0.2molNaCN和0.1molHCl全部溶于水,形成混合溶液中含NaCl、NaCN、HCN各0.1mol,根據(jù)C、N元素守恒,可知NaCN、HCN物質(zhì)的量的和為0.2mol。根據(jù)電荷守恒可得n(Na+)+n(H+)=n(CN-)+n(OH-)+n(Cl-),由于n(Cl-)=0.1mol,n(Na+)=0.2mol,所以n(CN-)+n(OH-)-n(H+)=n(Na+)-n(Cl-)=0.1mol,即CN-、OH-的物質(zhì)的量的和比H+的物質(zhì)的量多0.1mol。
所以根據(jù)物料守恒和電荷守恒分析判斷。
(3)①若只有1種溶質(zhì),則溶質(zhì)只能為NaCN溶液,由于氰氫根離子水解、鈉離子不水解,溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+)、c(Na+)>c(CN-),氰氫根離子水解程度較小,所以c(CN-)>c(OH-),因此該溶液中離子濃度大小順序為:c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);選項B正確;
②若上述關系中C正確,則溶液呈酸性,溶液中c(CN-)>c(Na+);溶液中的溶質(zhì)只能為HCN和NaCN;
③等體積、等濃度的氰氫酸與氫氧化鈉溶液反應,二者反應生成的溶質(zhì)為NaCN,溶液水解顯堿性,若要顯中性,則加入的HCN應過量,即混合前c(HCN)>c(NaOH),由于混合液呈中性,則c(OH-)=c(H+),根據(jù)電荷守恒可得:c(CN-)=c(Na+)?!窘馕觥竣?HCNH++CN-②.CN-+H2OHCN+OH-③.HCN④.CN-⑤.CN-⑥.OH-⑦.B⑧.HCN⑨.NaCN⑩.>?.=12、略
【分析】【分析】
(1)由電離常數(shù)可知;相同條件下,酸的電離平衡常數(shù)越小,酸的電離程度越小,酸根離子的水解程度越大,相同濃度的鈉鹽溶液pH越大;
(2)鹽在溶液中的水解程度越大;溶液中酸根的濃度越小;
(3)由電離常數(shù)判斷酸的電離程度大??;由強酸制弱酸的原理判斷反應是否發(fā)生;
(4)Kw=c(H+)?c(OH-)=10-x?10-y=10-(x+y),根據(jù)圖示可知當x=12時,c(OH-)=1mol/L,當y=12時,c(H+)=1mol/L,故Kw=1×10-12。
【詳解】
(1)由電離常數(shù)可知,相同條件下,酸的電離平衡常數(shù)越小,酸的電離程度越小,酸根離子的水解程度越大,相同濃度的鈉鹽溶液pH越大,根據(jù)電離平衡常數(shù)知,酸根離子水解程度大小順序為CO32->ClO->HCO3->CH3COO-;則四種溶液的pH由大到小的關系為③>②>④>①,故答案為③>②>④>①;
(2)鹽在溶液中的水解程度越大,溶液中酸根的濃度越小,由電離常數(shù)可知,水解程度CO32->SO32-,則濃度均為0.1mol·L-1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中,SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-濃度從大到小的順序為c(SO32-)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(HSO3-),故答案為c(SO32-)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(HSO3-);
(3)由電離常數(shù)可知,次氯酸的電離程度大于碳酸氫根,由強酸制弱酸的原理可知,可溶性次氯酸鹽與碳酸反應生成次氯酸和碳酸氫鈉,反應的離子方程式為ClO-+H2O+CO2=HClO+HCO3-;故錯誤;
B、由電離常數(shù)可知,甲酸的電離程度大于碳酸,由強酸制弱酸的原理可知,可溶性碳酸鹽與甲酸反應生成甲酸鈉、二氧化碳和水,反應的離子方程式為2HCOOH+CO32-=2HCOO-+H2O+CO2↑;故正確;
C、由電離常數(shù)可知,甲酸的電離程度小于亞硫酸大于亞硫酸氫根,由強酸制弱酸的原理可知,甲酸鹽與亞硫酸反應生成亞硫酸氫鈉和甲酸,反應的離子方程式為H2SO3+HCOO-=HCOOH+HSO3-;故錯誤;
D、由電離常數(shù)可知,次氯酸的電離程度小于碳酸大于碳酸氫根,由強酸制弱酸的原理可知,氯水中鹽酸和次氯酸與足量碳酸鈉溶液反應生成氯化鈉、碳酸氫鈉和次氯酸鈉,反應的離子方程式為Cl2+H2O+2CO32-=2HCO3-+Cl-+ClO-;故正確;
BD正確;故答案為BD;
(4)Kw=c(H+)?c(OH-)=10-x?10-y=10-(x+y),根據(jù)圖示可知當x=12時,c(OH-)=1mol/L,當y=12時,c(H+)=1mol/L,故Kw=1×10-12。
①此溫度下,0.01mol/L的NaOH溶液中,c(OH-)=0.01mol/L,水電離出的氫離子濃度等于水電離出的OH-濃度,則水電離出的OH-濃度為=1×10-10mol/L,故答案為1×10-10mol/L;
②0.1mol·L-1的NaHSO4溶液中氫離子濃度為0.1mol/L,0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液中氫氧根離子濃度為0.2mol/L。
由題給數(shù)據(jù)可知,按甲方式混合后,Ba(OH)2溶液過量,反應后溶液中OH-濃度為=0.1mol/L;則溶液的pH為11,故答案為11;
由題給數(shù)據(jù)可知,按乙方式混合后,氫氧化鋇溶液部分與硫酸氫鈉溶液反應生成硫酸鋇沉淀、氫氧化鈉和水,反應的離子方程式為Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O,故答案為Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O;
由題給數(shù)據(jù)可知;按丁方式混合后,氫離子和氫氧根離子恰好完全反應,硫酸根離子部分沉淀,則溶液呈中性,故答案為中性。
【點睛】
根據(jù)圖示確定當x=12時,c(OH-)=1mol/L,當y=12時,c(H+)=1mol/L是分析圖示的關鍵,也是解答的難點和易錯點?!窘馕觥竣?③>②>④>①②.c(SO32-)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(HSO3-)③.BD④.1×10-10mol·L-1⑤.11⑥.Ba2++OH-+H++SO42-=BaSO4↓+H2O⑦.中13、略
【分析】【詳解】
(1)反應A(g)2B(g)+C(g)+D(s)的平衡常數(shù)的表達式為K=(2)A.升高溫度;平衡正向移動,所以A的轉(zhuǎn)化率增大,選項A正確;B.體系中通入A氣體,A的轉(zhuǎn)化率減小,選項B錯誤;C.將D(固體)的濃度減小,不會引起平衡的移動,A的轉(zhuǎn)化率不變,選項C錯誤;D.通入稀有氣體He,使體系壓強增大到原來的5倍,但是各組分濃度不變,不會引起平衡的移動,A的轉(zhuǎn)化率不變,選項D錯誤;E.若體系中的C為HCl,其它物質(zhì)均難溶于水,滴入少許水,則壓強減小,平衡正向移動,所以A的轉(zhuǎn)化率增大,選項E正確;答案選AE;
(3)在1.0L密閉容器中放入0.10molA(g);設A的變化量是x,則。
A(g)?2B(g)+C(g)+D(s)
初始量:0.100
變化量:x2xx
末態(tài)量:0.1-x2xx
則=解得x=0.04mol,所以前2小時A的反應速率是v===0.02mol.L-1.h-1,物質(zhì)表示的反應速率之比等于系數(shù)之比,所以C表示的反應速率為:0.02mol.L-1.h-1;
(4)設:平衡時A的變化量是y;
A(g)?2B(g)+C(g)+D(s)
初始量:0.100
變化量:y2yy
平衡量:0.1-y2yy
化學反應在20h時建立平衡,所以=2.4,解得y=0.07mol,所以平衡時A的轉(zhuǎn)化率=×100%=70%,C的體積分數(shù)=×100%=×100%=×100%=29%?!窘馕觥縆=AE0.02mol.L-1.h-170%29%三、判斷題(共7題,共14分)14、A【分析】【分析】
【詳解】
在任何條件下,純水電離產(chǎn)生的c(H+)=c(OH-),因此純水都呈中性,故該說法是正確的。15、B【分析】【分析】
【詳解】
SO2(g)=S(g)+O2(g)ΔH>0,ΔS>0,若可以自發(fā),高溫下可以自發(fā),故錯誤。16、B【分析】【詳解】
泡沫滅火器中的試劑是Al2(SO4)3溶液與NaHCO3溶液。故錯誤。17、B【分析】【詳解】
焓變ΔH的單位為kJ/mol,不是kJ,故錯誤。18、B【分析】【詳解】
1mol物質(zhì)完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物時所放出的熱量,叫做該物質(zhì)的燃燒熱,甲烷完全燃燒應該生成CO2和H2O則甲烷燃燒熱的熱化學方程式可表示為
故錯誤。19、B【分析】【分析】
【詳解】
pH=11的氨水中氫氧根濃度和pH=3的鹽酸中氫離子濃度相等。鹽酸是強酸,一水合氨是弱堿,故等體積的混合溶液呈堿性,則結(jié)合電中性:得故答案為:錯誤。20、B【分析】【分析】
【詳解】
飽和食鹽水在電解條件下生成氯氣、氫氣和氫氧化鈉,氯氣和氫氧化鈉之間反應可以得到消毒液,與水解無關,故錯誤。四、實驗題(共2題,共16分)21、略
【分析】【分析】
(1)配制100mL待測溶液;結(jié)合配制過程分析,計算量??;溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌轉(zhuǎn)移、定容、搖勻等,據(jù)此選擇需要用到的玻璃儀器的名稱;
(2)Na2S2O3標準液是強堿弱酸鹽溶液顯堿性;盛裝在堿式滴定管中;
(3)該反應原理為用0.01mol?L?1的Na2S2O3標準溶液滴定;消耗碘單質(zhì),滴入標準溶液恰好完全反應碘單質(zhì)消耗完全,選擇淀粉指示反應終點;
(4)滴定操作誤差分析可以依據(jù)標準溶液體積變化判斷。
【詳解】
(1)步驟②中配制100mL待測溶液需要用到的玻璃儀器的名稱是燒杯;量筒、玻璃棒、膠頭滴管和100mL容量瓶;
故答案為:100mL容量瓶;
(2)Na2S2O3標準液是強堿弱酸鹽溶液顯堿性;盛裝在堿式滴定管中,故選B;
故答案為:B;
(3)量取步驟②中溶液25.00mL于錐形瓶中,然后用0.01mol?L?1的Na2S2O3標準溶液滴定;碘單質(zhì)遇到淀粉變藍,反應終點的指示劑選擇淀粉溶液,滴加最后一滴標準液,溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復原色,說明反應完全;
故答案為:淀粉溶液;滴加最后一滴標準液;溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復原色;
(4)a.滴定終點俯視讀數(shù);讀取標準溶液體積減小,測定結(jié)果偏低,故a錯誤;
b.錐形瓶用待測溶液潤洗,消耗標準溶液體積增大,測定結(jié)果偏高,故b正確;
c.滴定前有氣泡;滴定后沒有氣泡,讀取標準溶液體積增大,測定結(jié)果偏高,故c正確;
d.配制100mL待測溶液時;有少量濺出,消耗標準溶液體積減小,測定結(jié)果偏低,故d錯誤;
故答案為:bc?!窘馕觥竣?100mL容量瓶②.B③.淀粉溶液④.滴加最后一滴標準液,溶液由藍色變?yōu)闊o色且半分鐘內(nèi)不恢復原色⑤.bc22、略
【分析】【分析】
【詳解】
Ⅰ.(1)Sn2+水解呈酸性,實驗中需要抑制Sn2+的水解,所以實驗中加入濃鹽酸的作用,一是作為反應物,二是抑制Sn2+的水解。
(2)反應中會有大量的HCl逸出;錐形瓶C中用水來吸收HCl,而HCl溶于水會產(chǎn)生倒吸,錐形瓶B的作用防止倒吸,起安全瓶的作用,所以答案為:安全瓶或防止倒吸;水。
(3)洗滌液轉(zhuǎn)至蒸發(fā)皿中;小火加熱濃縮至出現(xiàn)晶膜時,停止加熱,防止產(chǎn)物失去結(jié)晶水,然后冷卻使大量晶體析出,所以現(xiàn)象是:出現(xiàn)晶膜。
(4)題干中指出利用金屬錫與濃鹽酸反應生成SnCl2·2H2O,Sn比H活潑,會產(chǎn)生H2,故方程式為Sn+2HCl(濃)+2H2O=SnCl2·2H2O+H2↑。
Ⅱ.(5)生成SnCl2·2H2O后,再利用乙酸酐[(CH3CO)2O]的強脫水性,將SnCl2·2H2O中的水全部脫去而制得無水產(chǎn)品和乙酸??蓪懗龇匠淌剑篠nCl2·2H2O+2(CH3CO)2O=SnCl2+4CH3COOH。
(6)用玻璃棒攪拌的目的是使反應物充分接觸;加快反應速率。
(7)SnCl2有強烈的水解性;不能用水淋洗雜質(zhì),雜質(zhì)能溶于乙醚,且乙醚易揮發(fā)不會留下雜質(zhì)。
Ⅲ.根據(jù)Sn+2HCl(濃)+2H2O=SnCl2·2H2O+H2↑、SnCl2+HgCl2=Hg↓+SnCl4;可知關系為:
n(Sn):n(Hg)=1:1可得出關系式:所以。
m=g,則產(chǎn)率=×100%=95.2%,所以答案為95.2%。【解析】抑制Sn2+的水解安全瓶或防止倒吸水出現(xiàn)晶膜Sn+2HCl(濃)+2H2O=SnCl2·2H2O+H2↑SnCl2·2H2O+2(CH3CO)2O=SnCl2+4CH3COOH加快反應速率除去雜質(zhì)且能減小產(chǎn)品損失95.2五、原理綜合題(共4題,共32分)23、略
【分析】【分析】
【詳解】
(1)①實驗中323K時,3h內(nèi)生成6×10-6molNH3,3h內(nèi)消耗3×10-6molN2,該反應的平均反應速率為v(N2)=mol/h;
②使用催化活性高和選擇性更好的催化劑,能加快化學反應速率,增大NH3生成量;
③溫度升高,催化劑活性降低對速率的影響程度大于溫度升高對速率的影響程度,所以353K比323K,NH3的生成量少;
④
平衡時NH3的物質(zhì)的量分數(shù)為即x=0.36;
Kp==
(2)①氨氣發(fā)生催化氧化生成一氧化氮,一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮,二氧化氮和水反應生成硝酸;氨氣、飽和食鹽水、二氧化碳反應生成碳酸氫鈉,以NH3為原料可以制備HNO3,Na2CO3(NaHCO3);
②N2H4的電子式為N2H4的水溶液呈弱堿性,室溫下其電離常數(shù)K1=1.0×10-6,0.01mol·L-1N2H4水溶液中,則0.01mol·L-1N2H4水溶液的pH=10。
③由圖示可知,電池的負極N2H4失電子生成N2和水,反應式為N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。【解析】1.0x10-6mol/h使用催化活性高和選擇性更好的催化劑溫度升高,催化劑活性降低對速率的影響程度大于溫度升高對速率的影響程度(發(fā)生副反應,導致生成NH3的速率降低)HNO3、Na2CO3(NaHCO3)10N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O24、略
【分析】(1)
根據(jù)蓋斯定律,將反應2-2反應1得到:2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-204.9kJ·mol-1;
(2)
根據(jù)圖像,溫度高于300℃時,CH3OCH3的選擇性迅速降低,反應2向逆反應方向進行,CO2的轉(zhuǎn)化率降低;反應1是吸熱反應,升高溫度,平衡向正反應方向反應,CO2的轉(zhuǎn)化率增大,根據(jù)圖像,溫度高于300°C時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大,說明溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率影響較大的是反應1;由圖可知溫度較高的時候,CH3OCH3選擇性降低;故應該選擇合適的溫度,除此之外,催化劑是有選擇性的,可以選擇對反應2更加高效的催化劑;
(3)
因為平衡常數(shù)只與溫度有關;故判斷溫度是否相同可通過計算平衡常數(shù)是否相同去分析。A點列三段式有:
該反應為前后氣體系數(shù)之和相等的反應,可以用物質(zhì)的量代替濃度進行平衡常數(shù)的計算,所以A點的平衡常數(shù)K==1,同理可以求得E和G兩點的K=1,因為KA=KE=KG=1;平衡常數(shù)相同,反應溫度相同;
(4)
反應達到平衡時,v正=v逆,即k正x(CO2)x(H2)=k逆x(CO)x(H2O),所以有=而該反應前后氣體系數(shù)之和相等,所以=K,則E點處=1;該反應為吸熱反應,溫度升高平衡正向移動,投料比相同時,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率越大,所以溫度C>D>E,則平衡常數(shù)KC>KD>KE=1,所以k正-k逆最大的是C;
據(jù)圖而可知E點平衡轉(zhuǎn)化率為50%,所以當二氧化碳轉(zhuǎn)化率剛好達到50%時,反應達到平衡,正逆反應速率相等,所以此時=1;
(5)
左側(cè)電極上水被氧化為氧氣,所以左側(cè)電極為陽極,電極反應為2H2O-4e-=O2↑+4H+,每轉(zhuǎn)移2mol電子,生成0.5mol氧氣和2mol氫離子,而生成的氫離子會透過質(zhì)子交換膜遷移到陰極,所以陽極室減少的質(zhì)量即為1mol水的質(zhì)量,為18g?!窘馕觥?1)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-204.9kJ·mol-1
(2)1選擇適當反應溫度選擇對反應2催化活性較高的催化劑。
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