选择性必修第一册综合测评

这是一份2020-2021学年本册综合习题，共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

全书综合测评
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020江苏扬州高二上期末)据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是(深度解析)

2.某科学家利用二氧化铈(CeO2)在太阳能作用下将H2O、CO2转变为H2、CO。其过程如下:
①mCeO2(m-x)CeO2·xCe+xO2
②(m-x)CeO2·xCe+xH2O+xCO2mCeO2+xH2+xCO
下列说法不正确的是(　　)
A.该过程中CeO2没有消耗
B.该过程实现了太阳能向化学能的转化
C.下图中ΔH1=ΔH2+ΔH3

D.以CO和O2构成的碱性燃料电池的负极反应式为CO+4OH--2e- CO32-+2H2O
3.(2020吉林榆树五校高二上期末联考)下列说法中正确的是(　　)
A.非自发反应在任何条件下都不能实现
B.自发反应一定是熵增大,非自发反应一定是熵减小或不变
C.凡是放热反应都是自发的,吸热反应都是非自发的
D.熵增加且放热的反应一定是自发反应
4.(2020山西朔州怀仁重点中学高二上期末)为探究锌与稀硫酸的反应速率[以v(H2)表示],向反应混合液中加入某些物质,下列判断正确的是(　　)
A.加入NH4HSO4固体,v(H2)不变
B.加入少量硫酸钠固体,v(H2)减小
C.加入CH3COONa固体,v(H2)减小
D.滴加少量CuSO4溶液,v(H2)减小
5.(2020广东汕头金山中学高二上期末)下列能用勒夏特列原理解释的是(　　)
A.工业合成氯化氢时氢气过量
B.高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快
C.H2、I2、HI平衡时的混合气体加压后颜色变深
D.向饱和NaCl溶液中通入HCl,有晶体析出
6.(2020黑龙江牡丹江一中高二上月考)在-50 ℃时,液氨的电离跟水的电离相似,存在平衡2NH3(l) NH4++NH2-,NH4+的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1,下列说法错误的是(　　)
A.在液氨中加入NaNH2,可使液氨的离子积变大
B.在液氨中加入NH4Cl,液氨的离子积不变
C.此温度下液氨的离子积K为1×10-30
D.在液氨中加入金属钠可能有NaNH2生成
7.化学中常用图像直观地描述化学反应的进程或结果。下列图像描述正确的是(　　)

A.图①表示不同压强对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)的影响
B.图②表示向10 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3和NaHCO3两种溶液中分别滴加0.1 mol·
L-1 HCl溶液时,CO2的体积随盐酸体积的变化,则b表示的是NaHCO3溶液
C.图③表示体积和pH均相同的HCl、CH3COOH两种溶液中,分别加入足量的锌,产生H2的体积随时间的变化,则a表示的是HCl溶液
D.图④表示该反应为放热反应,且催化剂能改变反应的焓变
8.(2020湖北荆州中学高二上期末)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,属于一元弱酸,具有较强的还原性。下列有关说法正确的是(　　)
A.用惰性电极电解NaH2PO2溶液,其阴极反应为2H2O-4e- O2↑+4H+
B.H3PO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为H3PO2+3OH- PO23-+3H2O
C.将H3PO2溶液加入到酸性高锰酸钾溶液中,H3PO2的还原产物可能为H3PO4
D.H3PO2溶于水的电离方程式为H3PO2 H++H2PO2-
9.下列说法正确的是(　　)
A.吸热反应N2(g)+O2(g) 2NO(g)在高温下可自发进行,则反应的ΔS>0
B.电解法精炼铜时应将粗铜板作阴极
C.在外加电流法中,需将被保护的钢铁设备与直流电源的正极相连
D.电镀时应将待镀物品(镀件)与直流电源的正极相连
10.(2020浙江余姚中学高二上期中)某小组为研究电化学原理,设计如图装置。下列叙述不正确的是(深度解析)

A.a和b不连接时,铁片上会有金属铜析出
B.无论a和b是否连接,铁片均会溶解,溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
C.a和b分别连接直流电源负极、正极,可以在铁上镀铜
D.a和b分别连接直流电源正极、负极,电压足够大时,Cu2+向铁电极移动
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)
11.(2020北京师大附中高二上期中)下列关于各图像的解释或结论不正确的是(　　)

A.由甲可知:使用催化剂不影响反应热
B.由乙可知:对于恒温恒容条件下的反应2NO2(g) N2O4(g),A点为平衡状态
C.由丙可知:同温度、同浓度的HA溶液比HB溶液酸性强
D.由丁可知:将T1 ℃的A、B饱和溶液升温至T2 ℃时,A与B溶液溶质的质量分数相等
12.(2020湖北随州一中高二上期中)焦炭催化还原二氧化硫的化学方程式为2C(s)+2SO2(g) S2(g)+2CO2(g)。一定压强下,向1 L密闭容器中充入足量的焦炭和1 mol SO2发生反应,测得SO2的生成速率与S2(g)的生成速率随温度变化的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)

A.该反应的ΔH<0
B.C点时达到平衡状态
C.增加C的量能够增大SO2的转化率
D.T3时增大压强,能增大活化分子百分数
13.(2020山东济宁高二上期末)如图是利用盐桥电池从某些含碘物质中提取碘的两个装置。下列说法中正确的是(　　)

A.两个装置中,石墨Ⅰ和石墨Ⅱ均为负极
B.碘元素在装置①中被还原,在装置②中被氧化
C.装置①中MnO2的电极反应为MnO2+2H2O+2e- Mn2++4OH-
D.装置①、②中的反应生成等量的I2时,导线上通过的电子数之比为1∶5
14.(2020广东深圳实验中学高二上期末)我国科学工作者从环境污染物中分离出一株假单胞菌,该菌株能够在分解有机物的同时产生电能,其原理如图所示。

下列说法正确的是(　　)
A.电流由左侧电极经过负载后流向右侧电极
B.当1 mol O2参与电极反应时,从左侧穿过质子交换膜进入右侧的H+数目为4NA
C.放电过程中,H2PCA不断被消耗,需要实时补加
D.负极的电极反应为H2PCA+2e- PCA+2H+
15.(2020山东济宁高三上期末)25 ℃时,向1 L c(HA)+c(A-)=0.1 mol/L的溶液中滴加盐酸或NaOH溶液,溶液中的H+、OH-、A-及HA的浓度的对数值(lg c)与pH的关系如图所示(不考虑溶液温度的变化),下列说法正确的是(　　)

A.a表示lg c(A-)与pH的关系曲线
B.K(HA)的数量级为10-5
C.P点溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1 mol
D.滴加盐酸或NaOH溶液的过程中c(HA)·c(OH-)均增大

三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(6分)(2020江西南昌十中高二上期末)合成氨工业中,每生产2 mol NH3,放出92.4 kJ热量。
(1)合成氨反应的热化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)已知:

1 mol N—H键断裂吸收的能量等于　　　　kJ。 
(3)已知关于铁的氧化物存在下列三个热化学方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=-24.8 kJ/mol①
Fe2O3(s)+13CO(g) 23Fe3O4(s)+13CO2(g)　ΔH=-15.73 kJ/mol②
Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)　ΔH=+640.4 kJ/mol③
则CO还原FeO的热化学方程式为CO(g)+FeO(s) Fe(s)+CO2(g)　
ΔH=　　　　kJ/mol。 
17.(14分)(2020天津部分区高二上期末)“转化”是化学研究的重要范畴之一。请回答下列有关问题。
Ⅰ.沉淀转化在科研和生产中具有重要的应用价值。当容器壁上沉积一厚层BaSO4时,是很难直接除去的。除去的方法是向容器壁内加入Na2CO3溶液,使BaSO4转化为BaCO3,然后加盐酸洗去沉淀物。已知常温下Ksp(BaCO3)=5.1×10-9,Ksp(BaSO4)=
1.1×10-10。
(1)Na2CO3俗称纯碱,被广泛应用于生活和工业生产中。Na2CO3溶液呈碱性,用离子方程式解释其呈碱性的原因　 。 
(2)要使BaSO4转化成BaCO3,Na2CO3溶液的浓度应大于　　　　mol/L。(已知:1.1≈1) 
Ⅱ.合成是转化的一种应用,甲醇作为一种可再生能源,工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应一:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1
反应二:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2
(1)相同条件下,反应CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)　ΔH3,则ΔH3=　　　(用ΔH1和ΔH2表示)。 
(2)下表所列数据是反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1在不同温度下的化学平衡常数(K)。
温度/℃
250
300
350
平衡常数(K)
2.04
0.27
0.012

①此反应的ΔH1　　　　0,ΔS　　　　0。(填“>”“=”或“<”) 
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)=0.2 mol/L,则CO的转化率是　　　　,此时的温度是　　　　。 
③要提高CO的转化率,可以采取的措施是　　　　。 
A.升温
B.恒容充入CO
C.恒容充入H2
D.恒压充入惰性气体
E.分离出甲醇
18.(14分)常温下,几种物质的溶度积常数见下表:


物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
CuCl
CuI
Ksp
2.2×10-20
2.6×10-39
1.7×10-7
1.3×10-12
(1)常温下,某酸性CuCl2溶液中含少量的FeCl3,为制得纯净的CuCl2溶液,宜加入　　　　调至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,此时溶液中的c(Fe3+)=　　　　　　　　　　。 
(2)过滤后,将所得滤液经过　　　　,　　　　操作,可得到CuCl2·2H2O晶体。 
(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需要进行的操作是　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I-发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.800 g试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗Na2S2O3标准溶液40.00 mL。(已知:I2+2S2O32- S4O62-+2I-)
①可选用　　　　　　作指示剂,滴定终点的现象是 　 。 
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为  　　　　　　　　　　。 
③该试样中CuCl2·2H2O的质量分数为　　　　　。 
19.(12分)(2020宁夏育才中学高二上期末)(1)已知NaHA水溶液呈碱性。
①NaHA水溶液呈碱性的原因   
(用离子方程式和相应的文字解释)。
②在NaHA水溶液中各离子浓度的大小关系是　　　　　　　　　　　　　。 
(2)实验室在配制AlCl3的溶液时,为了抑制AlCl3的水解可加入少量的　　　　(填写物质的名称)。把AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是　　　　(填化学式)。 
(3)毒重石的主要成分为BaCO3(含Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质),实验室利用毒重石制备BaCl2·2H2O的流程如图:

已知:

Ca2+
Mg2+
Fe3+
开始沉淀时的pH
11.9
9.1
1.9
完全沉淀时的pH
13.9
11.1
3.2
Ksp(BaC2O4)=1.6×10-7,Ksp(CaC2O4)=2.3×10-9。
加入NH3·H2O调pH=8可除去　　　　(填离子符号),滤渣Ⅱ中含　　　　　　　(填化学式)。加入H2C2O4时应避免过量,原因是　　　　　　　　　　　　　。 
20.(14分)(2020天津静海一中高二上期末)(1)以石墨为电极,电解FeI2溶液,阳极电极反应为　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)利用人工光合作用可将CO2转化为甲酸,反应原理为2CO2+2H2O 2HCOOH+O2,装置如图所示:

①电极2上的电极反应为  　　　　; 
②在标准状况下,当电极2室有11.2 L CO2反应,理论上电极1室液体质量　　　　(填“增加”或“减少”)　　　　g。 
(3)离子液体是一种室温熔融盐,为非水体系,由有机阳离子、Al2Cl7-和AlCl4-组成的离子液体作电解液时,可在钢制品上电镀铝。钢制品应接电源的　　极,已知电镀过程中不产生其他离子且有机阳离子不参与电极反应,阴极电极反应为　 。 
(4)已知AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O是可逆反应,设计如图装置(C1、C2均为石墨电极)。开始时:C2棒上电极反应为　　　　　　　　　　　　　　,当电流表　　　　时,反应达到化学平衡状态。 


















答案全解全析
1.B　水的分解为吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,反应中加入催化剂会降低活化能,改变反应的速率,但反应热不改变。
反思升华　本题考查催化剂对化学反应的影响以及反应热与反应物和生成物总能量的关系,以图像题的形式呈现,做题时要注意从图像中获取正确信息,正确判断某一反应是吸热反应还是放热反应。
2.C　由①、②两个反应可知,CeO2在反应前后没有变化,没有消耗,A项正确;由题给反应可知该过程实现了太阳能向化学能的转化,B项正确;由题图可知,ΔH1=-(ΔH2+ΔH3),C项错误;书写电池电极反应式时,要注意电解质溶液的影响,碱性条件下生成的CO2会与OH-反应生成CO32-,D项正确。
3.D　非自发反应在一定条件下能自发进行,如ΔH>0,ΔS>0的反应高温下可以自发进行,低温下不能自发进行,A错误;自发反应不一定是熵增大,如ΔH<0,ΔS<0的反应低温下自发进行,非自发反应不一定是熵减小或不变,也可以增大,如ΔH>0,ΔS>0的反应低温下不能自发进行,B错误;放热反应不一定是自发的,如ΔH<0,ΔS<0的反应高温下不能自发进行,吸热反应不一定是非自发的,如ΔH>0,ΔS>0的反应高温下可以自发进行,C错误;熵增加且放热的反应,一定是自发反应,D正确。
4.C　加入NH4HSO4固体,NH4HSO4发生电离,溶液中c(H+)增大,反应速率加快,A错误;加入少量Na2SO4固体,溶液中c(H+)不变,v(H2)不变,B错误;加入CH3COONa固体,存在平衡CH3COO-+H+ CH3COOH,溶液中c(H+)减小,反应速率减小,C正确;滴加少量CuSO4溶液,锌置换出铜,形成原电池,v(H2)增大,D错误。
5.D　氢气与氯气生成氯化氢的反应不是可逆反应,不能用勒夏特列原理解释;高温及加入催化剂都能使合成氨的反应速率加快,加入催化剂只影响反应速率,不影响化学平衡,不能用勒夏特列原理解释;H2、I2、HI混合气体达到的化学平衡是H2+I2 2HI,反应前后气体体积不变,混合气体加压后,平衡不移动,颜色变深是因为体系体积减小使物质浓度增大,和平衡无关;向饱和NaCl溶液中通入HCl导致溶液中氯离子浓度增大,从而抑制NaCl溶解,所以有晶体析出,能用勒夏特列原理解释。
6.A　由水的离子积可知,液氨的离子积大小只与温度有关,与离子浓度无关,A错误,B正确;由电离方程式知,NH4+与NH2-的平衡浓度相等都为1×10-15 mol·L-1,根据水的离子积得液氨的离子积K=c(NH2-)·c(NH4+)=1×10-30,C正确;由钠与水的反应可推知,2Na+2NH3 2NaNH2+H2↑,D正确。
7.B　增大压强可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)的平衡正向移动,图①说明乙的压强比甲大,反应物的含量不相等,故A错误;碳酸钠溶液中滴入盐酸先生成碳酸氢钠后,继续滴入盐酸开始生成气体,碳酸氢钠溶液中滴入盐酸开始就有气体生成,b表示的是碳酸氢钠溶液,故B正确;盐酸和醋酸是一元酸,醋酸是弱酸,盐酸是强酸,如果体积和pH均相同,醋酸的浓度大,与足量锌反应放出的气体多,a表示的是醋酸溶液,故C错误;图④表示该反应为放热反应,催化剂只能降低反应的活化能,不能改变反应的焓变,故D错误。
8.D　电解时,阴极得电子,其电极反应为2H2O+2e- 2OH-+H2↑,A错误;一元弱酸与NaOH按照物质的量1∶1反应,所以H3PO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为H3PO2+OH- H2PO2-+H2O,B错误;H3PO2具有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,则将H3PO2溶液加入到酸性高锰酸钾溶液中,H3PO2的氧化产物为H3PO4,C错误;一元弱酸在溶液中部分电离出一个氢离子,则H3PO2溶于水的电离方程式为H3PO2 H++H2PO2-,D正确。
9.A　该反应为吸热反应,则ΔH>0,该反应在高温下能自发进行,则ΔG=ΔH-TΔS<0,所以ΔS>0,A正确;电解法精炼铜时应将粗铜板作阳极,精铜作阴极,B错误;在外加电流法中,需将被保护的钢铁设备与直流电源的负极相连,C错误;根据电镀原理应将镀件作阴极,与直流电源的负极相连,D错误。
10.C　a、b不连接时,Fe和铜离子发生置换反应生成Cu和Fe2+,所以Fe上有Cu析出,A正确;无论a、b是否连接,Fe都溶解,都有Cu析出,所以溶液从蓝色逐渐变成浅绿色,B正确;a和b分别连接直流电源的负极、正极,则Cu作阴极、Fe作阳极,Fe电极上Fe失电子生成亚铁离子,所以不能在铁上镀铜,C错误;a、b分别连接直流电源正极、负极,则Cu作阳极、Fe作阴极,电压足够大时,电解质溶液中阳离子向阴极移动,则Cu2+向铁电极移动,D正确。
反思升华　明确构成电池类型及各个电极上发生的反应是解本题关键,注意:无论该装置是否构成原电池,其电池反应和化学腐蚀方程式相同。
11.B　催化剂能降低反应的活化能,加快反应速率,但化学平衡不移动,反应的反应热不变,A正确;对于恒温恒容条件下的反应2NO2(g) N2O4(g),题图中的A点是二氧化氮和四氧化二氮的消耗速率相同,但正、逆反应速率不相同,只有二氧化氮消耗速率为四氧化二氮消耗速率的二倍时才能说明反应达到平衡状态,B错误;根据题图分析可知,加入水稀释相同倍数,HA溶液pH增大的多,说明HA酸性大于HB,C正确;将T1 ℃的A、B饱和溶液升温至T2 ℃时,溶液中溶质溶解度增大,变为不饱和溶液,但溶质质量分数和T1点的饱和溶液溶质质量分数相同,D正确。
12.AB　升高温度,平衡向吸热方向移动,C点对应温度升高到D点对应温度,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比大于2∶1,说明SO2的生成速率大于其本身消耗速率,平衡逆向移动,即逆反应是吸热反应,则正反应是放热反应,ΔH<0,A正确;达到平衡状态时,SO2的生成速率与S2(g)的生成速率之比为2∶1,根据题图可知,只有C点符合,B正确;C为固体,增加C的量对平衡无影响,SO2的转化率不变,C错误;增大压强,单位体积内的活化分子数增加,但活化分子百分数不变,故D错误。
13.D　装置①中碘离子失去电子被氧化,石墨Ⅰ为负极;装置②中碘酸钠得电子被还原,石墨Ⅱ为正极,A错误,B错误。酸性介质中不可能生成氢氧根离子,所以电极反应为MnO2+4H++2e- Mn2++2H2O,C错误。装置①中碘离子失去电子,1 mol碘化钠失去1 mol电子;装置②中碘酸钠得电子,1 mol碘酸钠得到5 mol的电子,所以生成等量的I2时装置①、②中的导线上通过的电子数之比为1∶5,D正确。
14.B　从题图中可以看出,右侧O2得电子,转化为H2O,所以左侧为负极,右侧为正极,则电流由右侧电极经过负载后流向左侧电极,A错误;正极的电极反应为4H++O2+4e- 2H2O,则1 mol O2参与电极反应时,消耗4 mol H+,从左侧穿过质子交换膜进入右侧的H+数目为4NA,B正确;放电过程中,H2PCA不断被消耗,从题图中可以看出,PCA在菌株的作用下,又转化为H2PCA,理论上不需要补加,C错误;负极的电极反应为H2PCA-2e- PCA+2H+,D错误。
15.BC　根据题图分析,微粒浓度的对数越大离子浓度越大,随着pH的增大,溶液碱性增强,酸性减弱,则氢离子浓度逐渐减小,氢氧根离子浓度逐渐增大,c表示的浓度对数值逐渐减小,为c(H+)变化曲线;d表示的浓度对数值逐渐增大,为c(OH-)浓度变化曲线;pH小于4.75时,a表示的浓度对数值不变,pH>4.75时,随pH增大,a表示的浓度对数值减小,应该是c(HA)的变化曲线;pH<4.75时,b表示的浓度对数值随pH的增大而增大,b为c(A-)的变化曲线。根据上述分析,a表示lg c(HA)与pH的关系曲线,A错误;K(HA)的表达式为K(HA)=c(A-)·c(H+)c(HA),pH=4.75时,c(HA)=
c(A-),K(HA)=c(A-)·c(H+)c(HA)=10-4.75≈1.78×10-5,数量级为10-5,B正确;P点时,c(OH-)=
c(HA),P点的电荷守恒式为c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),变式为c(H+)+c(Na+)=
c(A-)+c(HA),根据题中信息,1 L c(HA)+c(A-)=0.1 mol/L的溶液中,n(HA)+n(A-)
=0.1 mol/L×1 L=0.1 mol,则溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1 mol,C正确;滴加盐酸或NaOH溶液的过程中,K(HA)=c(A-)·c(H+)c(HA),c(H+)=KWc(OH-),K(HA)=c(A-)·KWc(OH-)·c(HA),K(HA)、KW只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,滴加盐酸,c(A-)减小,c(OH-)·c(HA)减小,D错误。
16.答案　(1)N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ/mol
(2)391　(3)-218
解析　(1)每生产2 mol NH3,放出92.4 kJ热量,所以合成氨的热化学方程式为N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)　ΔH=-92.4 kJ·mol-1。
(2)反应焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量=3×436 kJ/mol+945.8 kJ/mol-6×(N—H键键能)=-92.4 kJ/mol,则N—H键键能≈391 kJ/mol。
(3)已知:Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH=-24.8 kJ/mol①;Fe2O3(s)+13CO(g) 23Fe3O4(s)+13CO2(g)　ΔH=-15.73 kJ/mol②;
Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g)　ΔH=+640.4 kJ/mol③;
根据盖斯定律,由12×①-12×②-13×③得FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g)　ΔH=-218 kJ/mol。
17.答案　Ⅰ.(1)CO32-+H2O HCO3-+OH-　(2)5.1×10-4
Ⅱ.(1)ΔH2-ΔH1　(2)①<　<　②80%　250 ℃　③CE
解析　Ⅰ.(1)碳酸钠是强碱弱酸盐,能发生两步水解,以第一步水解为主,生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,水解的离子方程式为CO32-+H2O HCO3-+OH-。
(2)BaSO4的悬浊液中c(Ba2+)=c(SO42-)=1.1×10-10 mol/L≈1×10-5 mol/L,故使BaSO4转化为BaCO3沉淀需要碳酸根离子的最小浓度为c(CO32-)=Ksp(BaCO3)c(Ba2+)=5.1×10-91×10-5 mol/L=5.1×10-4 mol/L。
Ⅱ.(1)已知:①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)　ΔH1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)　ΔH2
所求反应为CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g),该反应可由②-①得到,根据盖斯定律,该反应的焓变为ΔH3=ΔH2-ΔH1。
(2)①由题表中数据可知,温度越高平衡常数越小,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,即ΔH1<0,反应前后,气体分子数减少,则ΔS<0。
②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2 mol/L,则参加反应的CO的物质的量=2 mol-0.2 mol/L×2 L=1.6 mol,故CO转化率=1.6mol2mol×100%=80%,依据化学平衡三段式列式计算得到平衡浓度:
　　　　　　　CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
起始量(mol/L) 1　　　　　　 3　　　　　　　 0
变化量(mol/L) 0.8　　　　　 1.6　　　　　　 0.8
平衡量(mol/L) 0.2　　　　　 1.4　　　　　　 0.8
K=0.80.2×1.42≈2.04,对照题表中数据判断温度为250 ℃。
③A项,反应为放热反应,升温不利于反应正向进行,不能提高CO的转化率;B项,恒容充入CO,CO的转化率降低;C项,恒容充入H2,促进反应正向进行,可使CO的转化率提高;D项,恒压充入惰性气体,促进反应逆向进行,CO的转化率降低;E项,分离出甲醇,促进反应正向进行,可提高CO的转化率。
18.答案　(1)CuO(碱式碳酸铜或氢氧化铜)　2.6×10-9 mol·L-1　(2)蒸发浓缩　冷却结晶　(3)在HCl气氛中加热
(4)①淀粉溶液　溶液由蓝色变成无色且半分钟内不变化
②2Cu2++4I- 2CuI↓+I2　③85.5%
解析　(1)加入CuO[Cu2(OH)2CO3或Cu(OH)2],与Fe3+水解产生的H+反应,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;当pH=4时,由Fe(OH)3的Ksp计算c(Fe3+)。(3)由CuCl2·2H2O晶体得到纯的无水CuCl2,需避免Cu2+水解产生杂质。(4)CuCl2溶液与KI发生反应:2Cu2++4I- 2CuI↓+I2,所以需选用淀粉溶液作指示剂,当溶液由蓝色变为无色且半分钟内不变化则达到滴定终点;再结合方程式I2+2S2O32- S4O62-+2I-和2Cu2++4I- 2CuI↓+I2,得到关系式:2Cu2+~I2~2S2O32-,则n(Cu2+)=n(CuCl2·2H2O)=0.100 0 mol·L-1×0.040 L=0.004 mol,所以CuCl2·2H2O的质量为171 g·mol-1×0.004 mol=0.684 g,该试样中CuCl2·2H2O的质量分数为0.684 g0.800 g×100%=85.5%。
19.答案　(1)①HA-+H2O H2A+OH-,HA- H++A2-, HA-的水解程度大于其电离程度　②c(Na+)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)>c(A2-)
(2)盐酸　Al2O3　(3)Fe3+　Mg(OH)2、Ca(OH)2　H2C2O4过量会生成BaC2O4沉淀,导致产品产量减少
解析　(1)①NaHA溶液呈碱性,说明HA-的电离程度小于其水解程度,导致氢离子浓度小于氢氧根离子浓度;②根据HA-+H2O H2A+OH-、HA- A2-+H+,结合NaHA溶液呈碱性和水的电离确定溶液中各离子浓度的大小关系。
(2)AlCl3是强酸弱碱盐,水解生成氢氧化铝和HCl,增大生成物浓度可抑制水解,故可加入少量的盐酸;AlCl3溶液蒸干、灼烧后得到的物质为Al2O3。
(3)制备BaCl2·2H2O的流程:加盐酸溶解,碳酸钡和盐酸反应:BaCO3+2H+ Ba2++CO2↑+H2O,加入氨水,调pH=8,Fe3+完全沉淀时的pH为3.2,只有Fe3+完全沉淀,滤渣Ⅰ为Fe(OH)3,此时溶液中主要含杂质Ca2+、Mg2+,加入氢氧化钠调pH=12.5,Ca2+完全沉淀时的pH为13.9,Mg2+完全沉淀时的pH为11.1,Mg2+完全沉淀,Ca2+部分沉淀,滤渣Ⅱ中含Mg(OH)2、Ca(OH)2;此时溶液中主要含杂质Ca2+,加入H2C2O4,得到CaC2O4沉淀,除去Ca2+,蒸发浓缩、冷却结晶得到BaCl2·2H2O。
20.答案　(1)2I--2e- I2
(2)①CO2+2H++2e- HCOOH
②减少　9
(3)负　4Al2Cl7-+3e- 7AlCl4-+Al
(4)AsO43-+2e-+2H+ AsO33-+H2O　读数为零
解析　(1)以石墨为电极,电解FeI2溶液,碘离子在阳极发生氧化反应,阳极电极反应为2I--2e- I2。
(2)①电极2是正极,正极上二氧化碳得电子和氢离子反应生成HCOOH,电极反应为CO2+2H++2e- HCOOH;②电极1为负极,发生的电极反应为2H2O-4e- 4H++O2↑,理论上当电极2室有11.2 L(标准状况下)CO2反应,转移电子为11.2 L22.4 L·mol-1×2=
1 mol,电极1室参加反应的水的质量为18 g·mol-1×1 mol×12=9 g,即电极1室理论上减少液体质量为9 g。
(3)铝作阳极,先失电子被氧化,再在钢表面被还原,钢制品应接电源的负极,阴极电极反应为4Al2Cl7-+3e- 7AlCl4-+Al。
(4)AsO43-+2I-+2H+ AsO33-+I2+H2O是可逆反应,加酸,c(H+)增大,AsO43-得电子,I-失电子,所以C1是负极,C2是正极;加碱,c(OH-)增大,AsO33-失电子,I2得电子,此时C1是正极,C2是负极,故发生不同方向的反应,电子转移方向不同。开始时:C2棒是正极,电极反应为AsO43-+2e-+2H+ AsO33-+H2O,当电流表读数为零时,反应达到化学平衡状态。