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26,新疆 乌鲁木齐市实验学校2023-2024学年高二上学期1月期末化学试题
展开总分100分 考试时间90分钟
一、选择题:本题共25小题,每题2分,共50分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活关系密切。下列关于能量及能源的说法,正确的是
A. 物质燃烧放出的热量就是其燃烧热
B. 恒容条件下,化学反应过程中的能量变化等于该反应前后体系的焓变
C. 需要加热才能进行的化学反应不一定是吸热反应
D. 化学反应中能量变化多少于其反应物用量无关
【答案】C
【解析】
【详解】A.燃烧热是1ml物质完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量,如碳燃烧生成一氧化碳就不是燃烧热,故A错误;
B.恒压条件下,化学反应过程中的能量变化等于该反应前后体系的焓变,故B错误;
C.反应的热效应和反应条件无关,和反应物和生成物的能量有关,有些放热反应在高温下进行,如铝热反应,有些吸热反应在常温下可自发进行,如氯化铵和八水氢氧化钡的反应,故C正确;
D.对于一个确定的化学反应,化学反应中能量变化的大小不仅与物质的状态有关,也与反应物的质量有关,反应物的量越多,反应过程中能量变化越多,故D错误;
故选C。
2. 根据下图所得判断正确的是
已知:
A. 图1反应为吸热反应您看到的资料都源自我们平台,家威鑫 MXSJ663 低至0.3/份 B. 图1反应使用催化剂时,会改变其
C. 图2中若的状态为液态,则能量变化曲线可能为①
D. 断裂和中化学键需要吸收的能量大于断裂和中化学键需要吸收的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图1曲线变化可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,因此该反应为放热反应,故A错误;
B.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应的焓变,故B错误;
C.已知:①,由选项C分析得,②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) ΔH=+41kJ•ml-1,根据盖斯定律①+②可得:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) ΔH=-3kJ•ml-1,该反应为放热反应,而图2中的曲线①表示的是吸热反应,故C错误;
D.由图2可知,和生成和为吸热反应,故断裂和中化学键需要吸收的能量大于断裂和中化学键需要吸收的能量,故D正确。
答案选D。
3. 二氧化碳甲烷化技术被认为是二氧化碳循环再利用最有效的技术之一。一种CO2直接加氢甲烷化的典型反应历程如图所示,在甲烷化过程中CO2不发生解离而直接与H2解离出的H原子反应生成甲烷。下列有关说法正确的是
A. 在CO2直接加氢甲烷化的过程中,原子利用率不能达到100%
B. H2在Pd作用下发生解离,H-H断裂并放出能量
C. 二氧化碳甲烷化反应中催化剂只有Pd
D 二氧化碳甲烷化过程中有CO生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.由该转化示意图可知,总反应式为:CO2+4H2CH4+2H2O,故在CO2直接加氢甲烷化的过程中,原子利用率不能达到100%,A正确;
B.化学键断裂需要吸收能量,H2在Pd作用下发生解离,H-H断裂并吸收能量,B错误;
C.由该转化示意图可知,二氧化碳甲烷化反应中催化剂为Pd和MgO,C错误;
D.由该转化示意图可知,二氧化碳甲烷化过程中始终没有CO生成,D错误;
故答案为:A。
4. 已知:各相关物质的燃烧热数据,如下表。
下列热化学方程式正确的是
A. kJ⋅ml-1
B. kJ⋅ml-1
C. kJ⋅ml-1
D. kJ⋅ml-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.在101kPa时,1ml纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,据此可写出kJ·ml,故A错误;
B.在101kPa时,1ml纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,据此可写出kJ·ml,则 kJ·ml×2=+571.6 kJ·ml,故B错误;
C.已知①kJ·ml;②kJ·ml;③kJ·ml,根据盖斯定律:2×①+2×②-③,可得kJ⋅ml;故C正确;
D.在101kPa时,1ml纯物质完全燃烧生成稳定产物时所放出的热量,叫做该物质的燃烧热,据此可写出 kJ⋅ml-1,故D错误;
故选C。
5. 已知充分燃烧一定质量的乙炔气体时生成1ml二氧化碳气体和液态水,并放出热量b kJ,则乙炔燃烧的热化学方程式正确的是
A. ;
B ;
C. ;
D. ;
【答案】C
【解析】
【详解】充分燃烧一定质量的乙炔气体时生成1ml二氧化碳气体和液态水,并放出热量bkJ,根据物质的量与反应放出的热量成正比可知,生成2ml二氧化碳气体和液态水,并放出热量2bkJ,则乙快燃烧的热化学方程式为;
故选C。
6. 某催化剂的M型、N型均可催化反应为2CO(g)+O2(g)⇌2CO2(g)。向容积相同的恒容密闭容器中分别充入等量的CO和O2,在相同时间段内,不同温度下测得CO的转化率(α)如图所示。由图推断下列说法正确的是
A. a、b、c、d点均达到平衡状态
B. 该反应的平衡常数K(b)大于K(c)
C. b点反应物的有效碰撞几率最大
D. 图中五个点对应状态下,a点反应速率最慢
【答案】D
【解析】
【详解】A. b点之前,CO的转化率随着温度的升高不断增大,反应向正向移动,因该反应为放热反应,b点之后,温度升高会使平衡向逆向移动,不利于CO的转化,则b点达到平衡状态,而a、c点未达到平衡状态,d点为平衡后相应温度下对应的CO的转化率,故A项错误;
B.催化剂可改变反应速率,但不会改变平衡,该反应的平衡常数为定值,即该反应的平衡常数K(b)=K(c),故B项错误;
C.化学反应速率随着温度的升高而加快,则有效碰撞几率也会随之增大,图中e点的有效碰撞几率最大,故C项错误;
D.图中五个点对应状态下,a点对应的温度最低,则反应速率最慢,故D项正确;
答案为D。
7. 在恒温恒容的密闭容器中充入丁烷,同时发生反应:C4H10(g)⇌C2H6(g)+C2H4(g)、C4H10(g)⇌CH4(g)+C3H6(g)。下列情况表明上述反应都达到平衡状态的是
A. 混合气体的密度保持不变B.
C. 气体总压强保持不变D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.容器体积不变,气体质量不变,密度从一开始就不变,所以无法判断反应达到平衡状态,A错误;
B.乙烷和丙烯是两个反应的生成物,,不能作为判断的标志,B错误;
C.恒温恒容条件下,该反应前后气体计量数增大,所以随着反应的进行压强增大,当压强不变时,正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,C正确;
D.因为乙烷、乙烯的系数比为1:1,生成的物质的量肯定相等,不能作为判断的标志,D错误;
故选C。
8. 下列措施会使平衡向左移动的是
A. 恒温时,增大平衡体系N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的压强
B. 恒压下,降低平衡体系H2(g)+I2(g)⇌2HI(g) ΔH<0的温度
C. 向FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl中加入少量固体KCl
D. 恒温恒压下向平衡体系N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)中充入氦气
【答案】D
【解析】
【详解】A.增大压强,反应向气体体积减小的方向进行,反应正向移动,A错误;
B.反应焓变小于0,为放热反应,降低温度,反应向放热反应方向进行,反应正向进行,B错误;
C.FeCl3+3KSCN⇌Fe(SCN)3+3KCl中KCl不参与反应,故加入少量固体KCl,平衡不移动,C错误;
D.恒温恒压下向平衡体系中充入氦气,体系的体积增大,浓度减小,向总浓度增大的左反应方向移动,D正确;
故选D。
9. 水在超临界状态下呈现许多特殊的性质。一定实验条件下,测得乙醇的超临界水氧化结果如图甲、乙所示,其中x为以碳元素计的物质的量分数,t为反应时间。下列说法错误的是
A. 乙醇的超临界水氧化过程中,CO是中间产物,是最终产物
B. 乙醇的超临界水氧化过程中经历两步反应,第一步速率较快,第二步较慢
C. 随温度升高,峰值出现的时间提前且峰值更高,说明乙醇的氧化速率比CO氧化速率的增长幅度更大
D. ℃条件下,3s~8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,、、的数值关系为
【答案】D
【解析】
【详解】A.观察x-t图像可知,CO先增加后减少,一直在增加,说明CO为中间产物,为最终产物,故A正确;
B.乙醇氧化为CO的反应速率较第二步反应速率快,否则看不到中间产物CO的生成,故B正确;
C.随着温度的升高乙醇的氧化速率和一氧化碳氧化速率均增大,但CO是中间产物,为乙醇不完全氧化的结果,CO峰值出现的时间提前,且峰值更高,说明乙醇氧化为CO速率必须加快,且大于CO的氧化为的速率,故C正确;
D.℃条件下,3s-8s区间乙醇的超临界水氧化过程中,乙醇和CO的量都在减少,在增多,设消耗速率为x,生成速率为y,,3-8s区间,CO宏观“净速率”在减小,即消耗量比生成量多故,所以,、、数值关系为,故D错误;
故答案选D。
10. 在一定温度下、容积不变的密闭容器中,下列条件中,一定能说明可逆反应达到平衡状态的条件数目为
①C的生成速率与C的消耗速率相等 ②单位时间内生成amlA,同时生成3amlB
③容器内各物质的质量不再改变 ④混合气体的密度不再改变
⑤混合气体的总压强不再改变 ⑥混合气体的总物质的量不再改变
⑦A、B、C的浓度之比为且不再改变
A. 3B. 4C. 5D. 6
【答案】C
【解析】
【详解】①C的生成速率与C的消耗速率相等,即,说明该反应达到平衡状态,①符合题意;
②单位时间内生成amlA,同时也会生成3amlB,均代表正反应速率,不能说明该反应达到平衡状态,②不符合题意;
③反应达到平衡状态时,各物质的质量不再改变,可说明该反应达到平衡状态,③符合题意;
④由于该反应有固体生成,反应前后气体的总质量发生改变,容器容积一定,是一个变化量,当混合气体的密度不再发生改变时,说明反应达到平衡状态,④符合题意;
⑤该反应是反应前后气体分子数减小的反应,容器容积、温度均不变,当混合气体的总压强不再变化时,说明反应达到平衡状态,⑤符合题意;
⑥该反应是反应前后气体的物质的量减小的反应,当混合气体的总物质的量不再变化时,说明反应达到平衡状态,⑥符合题意;
⑦达到平衡状态时,A、B、C三种物质的浓度之比可能是1:3:2,也可能不是1:3:2,不能说明反应达到平衡状态,⑦不符合题意;
符合题意的为①③④⑤⑥,故C选项正确。
11. 碘钨灯比白炽灯使用寿命长.灯管内封存的少量碘与使用过程中沉积在管壁上的钨可以发生反应:(温度).下列说法正确的是
A. 灯管工作时,扩散到灯丝附近高温区的会分解出W重新沉积到灯丝上
B. 灯丝附近温度越高,的转化率越低
C. 该反应的平衡常数表达式是
D. 该灯泡不工作时会全部转化为
【答案】A
【解析】
【详解】A.高温区,反应逆向进行,会分解出W,A正确;
B.反应正向为放热反应,所以升高温度,平衡逆向移动,的转化率越高,B错误;
C.该反应的平衡常数表达式是,C错误;
D.该反应是可逆反应,不会全部转化为,D错误;
故选A。
12. 在25℃时对氨水进行如下操作,正确的是
A. 若向氨水中加少量硫酸铵固体,则溶液中将增大
B. 若向氨水中加稀硫酸,使氨水恰好被中和,所得溶液
C. 向氨水中加稀硫酸至溶液的,此时溶液,则
D. 将的氨水和的盐酸等体积混合,所得溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.氨水中存在,加少量硫酸铵固体,含量增加,抑制氨水的电离,增大,减小,则溶液中将减小,故A错误;
B.若向氨水中加稀硫酸,使氨水恰好被中和,此时溶液中溶质为硫酸铵,水解使得所得溶液,故B错误;
C.向氨水中加稀硫酸至溶液的,,根据电荷守恒有,此时溶液,所以,故C正确;
D.将的氨水和的盐酸等体积混合,此时溶质为和,溶液显碱性,所以,电离,,所以离子浓度为,故D错误;
故答案选C。
13. 室温下,用含少量的粗溶液制备晶体的流程如下图所示。
已知。下列说法正确的是
A. 粗溶液中:
B. “沉铁”反应为:
C. 溶液中:
D. “沉镁”后的滤液中:
【答案】C
【解析】
【分析】粗溶液中加入硫酸钠溶液,生成黄钠铁钒,除去铁元素;再向溶液中加入溶液,生成沉淀,除去镁元素,经过后续操作得到。
【详解】A.粗溶液的电荷守恒中缺少氢离子和氢氧根离子浓度,A错误;
B.溶液呈弱酸性,“沉铁”反应为:3Fe3++Na++2+6H2O=NaFe3(SO4)2(OH)6↓+6H+,B错误;
C.氟化氢为弱酸,溶液中根据质子守恒:,C正确;
D.沉镁过程形成沉淀,根据沉淀溶解平衡,,,此时,该溶液中,镁离子浓度相同,形成的是沉淀,没有形成沉淀,则溶液中,故得出沉镁后,D错误;
故选C。
14. 是重要的工业原料。用含镍废料(主要成分为NiO,含有少量和)制备和的流程如图所示。
下列说法错误的是
A. 滤渣1为
B. 反应Ⅰ能自发进行,说明:
C. X和Y都是硫酸,硫酸浓度越大越能提高酸溶率
D. 当加入的浓度过大时,滤渣3为混合物
【答案】C
【解析】
【分析】含镍废料(主要成分为NiO,含有少量CuO、FeO和SiO2)加入硫酸酸溶,滤渣1为SiO2,滤液1含有NiSO4、CuSO4、FeSO4,加入FeS,可除去Cu2+,生成滤渣2含有CuS,滤液加入碳酸钠,可生成碳酸亚铁,加入硫酸溶液可生成硫酸亚铁,蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体,滤液含有NiSO4,以此解答该题;
【详解】A.为避免生成杂质,所以“酸溶”时应选用硫酸,不与硫酸反应,滤渣1为,A正确;
B.加入FeS,可除去Cu2+,反应能自发进行,说明:,B正确;
C.根据流程图分析最终目的是制备FeSO4·7H2O,为避免生成杂质,所以“酸溶”时应选用硫酸,硫酸浓度过高,将影响酸溶率,C错误;
D.当加入的浓度过大时,滤渣3为混合物,D正确;
答案选C。
15. 一定温度下,AgCl和的沉淀溶解平衡曲线如图所示.下列说法正确的是
A. 该温度下,溶解度大小关系为
B. a点条件下能生成沉淀,不能生成AgCl沉淀
C. 的平衡常数
D. 向NaCl、均为的混合溶液中滴加溶液,先产生沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A.由(1.7,5)可得,又,所以,由(4.8,5)可得,又,所以,因为>,所以该温度下,溶解度大小关系为,故A错误;
B.a点在沉淀溶解平衡曲线的上方,为不饱和溶液,因此a点条件下不能生成沉淀,但a点在氯化银沉淀溶解平衡的下方,所以a点能生成氯化银沉淀,故B错误;
C.的平衡常数,故C正确;
D.向NaCl、均为的混合溶液中滴加溶液,形成沉淀时需要,形成沉淀时需要,即形成所需要得较小,故先产生沉淀,故D错误;
故答案为:C。
16. 下列溶液一定呈中性的是
A. 的溶液B. 的溶液
C. 非电解质溶于水得到的溶液D. 由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.在常温下pH=7的溶液为中性,100℃,pH=7的溶液为碱性,故A不符合题意;
B.溶液,根据,则c(H+)= c(OH-),则溶液呈中性,故B符合题意;
C.非电解质溶于水得到的溶液不一定呈中性,比如氨气溶于水的溶液呈碱性,故C不符合题意。
D.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液不一定呈中性,比如NaOH与H2SO4等物质的量反应后溶液呈酸性,故D不符合题意;
综上所述,答案为B。
17. 室温下欲配制并测量1ml·L−1Na2S溶液的pH值,下列预测或做法错误的是
A. 该溶液pH>7
B. 若加水稀释,溶液pH减小
C. 实验室配制Na2S溶液时,常常加几滴NaOH溶液
D. 将Na2S溶液直接滴在润湿的pH试纸上,然后与标准比色卡比较
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na2S溶液中水解,溶液呈碱性,pH > 7,A正确;
B.加水稀释,水解平衡正移,水解程度增大,但OH−浓度减小,pH减小,B正确;
C.Na2S属于强碱弱酸盐,水解溶液呈碱性,加NaOH溶液的目的是为了抑制S2−水解,C正确;
D.将Na2S溶液直接滴在润湿的pH试纸上会稀释溶液,OH−浓度减小,pH减小,造成误差,D错误;
答案选D。
18. 氯化铁是一种重要的盐,下列说法不正确的是
A. 氯化铁属于强电解质
B. 氯化铁溶液可腐蚀覆铜板
C. 氯化铁可由铁与氯气反应制得
D. 直接加热氯化铁晶体()可得固体
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化铁能完全电离出铁离子和氯离子,属于强电解质,A正确;
B.氯化铁溶液与铜反应生成氯化铜和氯化亚铁,可腐蚀覆铜板,B正确;
C.氯气具有强氧化性,氯气与铁单质加热生成氯化铁,C正确;
D.直接加热氯化铁晶体,发生反应,HCl受热挥发,得到Fe(OH)3固体,D错误;
答案选D。
19. 下列化学用语表达正确的是
A. H2S的电离方程式:H2S⇌H++HS-
B. NaHCO3在水溶液中的电离方程式:NaHCO3=Na++H++CO
C. CO的水解方程式:CO+2H2O⇌HCO+2OH-
D. HS-的水解方程式:HS-+H2O⇌S2- +H3O+
【答案】A
【解析】
【详解】A.多元弱酸的电离是分步的,且只能部分电离,H2S是二元弱酸,H2S的第一步电离方程式为:,A正确;
B.NaHCO3是弱酸酸式盐,在水溶液中的电离方程式为:,B错误;
C.的水解是分步的,主要是第一步水解,其水解方程式为:,C错误;
D.HS−水解方程式为:,D错误;
故选A。
20. 在缺氧的深层潮湿土壤中,厌氧细菌会促进钢铁发生厌氧腐蚀,其原理如图所示。为了保护钢管,抑制腐蚀的发生,通常将钢管、石墨电极分别与外接电源相连,使钢管表面形成致密的薄膜而受到保护(图中未画出)。下列说法不正确的是
A. 上述保护方法为外加电流的阴极保护法
B. 腐蚀过程中存在
C. 理论上每有1mlFe被腐蚀,电路中转移的电子数为
D. 连接外接电源时,电子从钢管流向电源正极
【答案】A
【解析】
【详解】A.上述过程,再形成致密的层,说明Fe电解为阳极,该方法不是外加电流的阴极保护法,故A错误;
B.根据图示,腐蚀过程中存在被H2还原为S2-的过程,方程式为:,故B正确;
C.腐蚀过程,,理论上每有1mlFe被腐蚀,电路中转移的电子数为,故C正确;
D.连接外接电源时,钢管连接电源正极,则电子从钢管流向电源正极,故D正确;
故选A。
21. 利用如图所示装置(电极均为惰性电极)可吸收,并用阴极排出的溶液吸收。下列说法不正确的是
A. a连接电解池的阳极
B. 将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜,两电极反应式均改变
C. 电解时,由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室
D. 阴极的电极反应式为
【答案】D
【解析】
【分析】该电解池左侧二氧化硫失电子发生氧化反应生成硫酸,为电解池的阳极,电极反应为:;该电解池右侧亚硫酸氢根得到电子发生还原反应生成,为电解池的阴极,电极反应为:;该电解池中通过阳离子交换膜从阳极移向阴极。
【详解】A.由分析可知,左侧为电解池的阳极,即a连接电解池的阳极,A项正确;
B.将装置中的阳离子交换膜换成阴离子交换膜,则阴极中的会通过阴离子交换膜进入阳极,阴极变为水中的氢离子得电子,阳极变为亚硫酸氢根离子失电子,电极反应式均发生改变,B项正确;
C.阳离子交换膜只允许阳离子通过,电解时,阳离子移向阴极,所以由阳极室通过阳离子交换膜到阴极室,C项正确;
D.电解池阴极得电子发生还原反应,由分析可知阴极的电极反应式为:,D项错误;
故选D。
22. 某装置示意图如下,下列说法正确的是
A. 该装置是电解池B. 该装置中电流从铜电极经外电路流向锌电极
C. 盐桥中向负极溶液迁移D. 既是电极反应物,也参与构成闭合回路
【答案】B
【解析】
【分析】该装置为原电池装置,发生的反应是:;Zn做负极,发生的电极反应为:;Cu是正极,发生的电极反应为:。
【详解】A.由分析可知,该装置是原电池,A项错误;
B.由分析可知,Zn做负极,Cu是正极,电源中电流从正极流出,负极流入,即电流从铜电极流向锌电极,B项正确;
C.在原电池中,阳离子向正极移动,所以向负极溶液迁移,C项错误;
D.由分析可知,是电极生成物,不是是电极反应物,D项错误;
故选B。
23. 科技发展离不开化学。下列说法不正确的是
A. “一带一路”,丝绸制品严禁用添加蛋白酶的洗衣粉漂洗
B. “乘风破浪”,航母可采取牺牲阳极的阴极保护法来防腐蚀
C. “筑梦天宫”,火箭助推剂——液氧在工业上可通过分解氯酸钾制得
D. “直上云霄”,客机所用燃油是石油的分馏产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.丝绸的主要成分是蛋白质,蛋白酶能促进蛋白质水解生成氨基酸,所以丝绸制品不能使用添加蛋白酶的洗衣粉漂洗,故A正确;
B.利用原电池原理的防腐为牺牲阳极的阴极保护法,故B正确;
C.工业上用分离液态空气的方法制得液氧,故C错误;
D.客即所用燃油时航空煤油,为石油的分馏产物,故D正确;
故答案为C。
24. 下列应用及对应化学反应的离子方程式均正确的是
A. 工业制取漂白粉:
B. 利用酸抑制水解:
C. 用纯碱溶液处理水垢(型):
D. 电解饱和溶液制取金属镁:
【答案】C
【解析】
【详解】A.工业上利用石灰乳与反应制取漂白粉,书写离子方程式时应保留化学式,故A错误;
B.加入酸,将氧化,不能用酸抑制水解,故B错误;
C.利用溶液处理水垢时发生沉淀转化,将转化为易溶于酸的,故C正确;
D.电解熔融的制取金属镁,电解饱和溶液生成氢气、氯气、氢氧化镁沉淀,故D错误;
选C
25. 银锌电池是一种常见化学电源,其反应原理:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag,其工作示意图如下。下列说法不正确的是
A. Zn电极发生氧化反应
B. Ag2O电极是电源的正极
C. 电池工作时,电子从Zn电极经导线流向Ag2O电极,再出Ag2O电极经电解质溶液流向Zn电极
D. K+向Ag2O电极移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.Zn化合价升高,Zn电极作负极,发生氧化反应,A正确;
B.氧化银得电子,化合价降低,作电源的正极,B正确;
C.电子只能在导线中传递,不能经过溶液,C错误;
D.在原电池中阳离子向正极移动,D正确;
故选C。
二、综合题(本题共5小题,共50分。请根据答题卡题号及分值在各题目的答题区域内作答,超出答题区域的答案无效。)
26. 用50 mL 0.50 ml/L盐酸与50 mL0.55 ml/L NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应。通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。回答下列问题:
(1)从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是___________。
(2)大烧杯上如不盖硬纸板,求得的中和热数值___________(填“偏大、偏小、无影响”)
(3)如果用60 mL 0.50 ml/L盐酸与50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量________(填“相等、不相等”),所求中和热_____(填“相等、不相等”),简述理由___________。
(4)用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会______(填“偏大”。“偏小”。“无影响”,下同),若用KOH代替NaOH,测定结果会___________。
【答案】(1)玻璃搅拌器
(2)偏小 (3) ①. 不相等 ②. 相等 ③. 中和热是强酸强碱稀溶液反应生成1ml水时放出的热量,与酸碱的用量无关
(4) ①. 偏小 ②. 无影响
【解析】
【分析】中和热是在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应生成1ml液态水时所放出的热量,使用弱酸、或弱碱,其电离吸热,导致中和热数值偏小。
【小问1详解】
从实验装置上看,图中尚缺少的一种玻璃仪器是玻璃搅拌器;
【小问2详解】
大烧杯上如不盖硬纸板,有热量损失,求得的中和热数值偏小;
【小问3详解】
如果用60 mL 0.50 ml/L盐酸与50 mL 0.55 ml/L NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,生成水的量增多,所放出的热量偏高,但中和热是强酸强碱稀溶液反应生成1ml水时放出的热量,与酸碱的用量无关;
【小问4详解】
一水合氨为弱碱,电离过程吸热,用相同浓度和体积的氨水代替氢氧化钠溶液进行上述实验,反应放出的热量数值偏小;若用KOH代替NaOH,测定结果无影响。
27. 氨在国民经济中占有重要地位。完成合成氨工业中有关问题。
(1)合成氨工业中,合成塔中每产生,放出92.2kJ热量。
①高温高压、催化剂条件下,工业合成氨的热化学方程式:______。
②若起始时向容器内放入和,达到平衡后放出的热量为Q,则Q值______18.44kJ(填“>”“=”或“<”)。
(2)与经过两步反应合成尿素(),两步反应的能量变化示意图如下:
①则 ______。
②在一定温度和压强下,若①中的反应,和的物质的量之比(氨碳比)。下图是氨碳比(x)与平衡转化率()的关系。随着x增大而增大的原因:____________。
③图中B点处,的平衡转化率____________。
(3)将和各1ml充入一密闭容器中,在一定条件下发生合成氨反应。反应至平衡的过程中,的体积分数将______。
a.一直减小 b.始终不变 c.一直增大 d.无法确定
(4)一定温度下,在容积固定的密闭容器中加入、,发生反应: ,下列能说明上述反应一定达到平衡状态的是______(填字母)。
A. 容器内、、的浓度之比为1:3:2
B.
C. 容器内气体总的物质的量保持不变
D. 混合气体的密度保持不变
【答案】(1) ①. N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/ml ②. <
(2) ①. -134 ②. c(NH3)增大,平衡正向移动 ③. 32% (3)b (4)BC
【解析】
【小问1详解】
①工业合成氨是N2和H2在高温高压、催化剂条件下反应生成NH3,则热化学方程式为:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.2kJ/ml;
②合成氨反应是可逆反应,0.2mlN2和0.6mlH2反应达到平衡时生成NH3的物质的量小于0.4ml,则;
【小问2详解】
①第一步反应:,第二步反应:,两式相加可得:2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH2)2(s)+H2O(l),则由盖斯定律得;
②x增大,相当于c(NH3)增大,导致平衡正向移动,CO转化率增大,则α随着x增大而增大的原因为:c(NH3)增大,平衡正向移动;
③设B点CO2投料量为x,则NH3投料量为4x,CO2转化了0.64x,则NH3转化了2×0.64x=1.28x,所以NH3的平衡转化率为;
【小问3详解】
设N2的转化量为x,建立三段式得:,相同条件下,N2的体积分数=N2的物质的量分数=,即N2的体积分数将始终不变,则选b;
【小问4详解】
A.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1∶3∶2,不能说明各组分浓度不变,则不能说明反应达到平衡,A不符合题意;
B.反应过程,当时有,则可以说明反应达到平衡,B符合题意;
C.该反应开始至平衡过程气体总的物质的量不断减小,所以当容器内气体总的物质的量保持不变时,可以说明反应达到平衡,C符合题意;
D.混合气体质量不变,容器体积也不变,则混合气体密度始终不变,所以混合气体的密度保持不变,不能说明达到平衡,D不符合题意;
故选BC。
28. 维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的化学式是C6H8O6,人体缺乏这样的维生素能得坏血症,所以维生素C又称抗坏血酸。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C,例如新鲜橙汁中维生素C的含量在500mg/L左右。某校课外活动小组测定了某牌子的软包装橙汁中维生素C的含量,下面是测定实验分析报告。(请填写有关空白)
测定目的:测定××牌软包装橙汁中维生素C的含量。
测定原理:C6H8O6 + I2 → C6H6O6 + 2H+ + 2I-
(1)实验用品及试剂:
试剂:指示剂_______(填名称),浓度为7.50×10-3ml·L-1的I2标准溶液、蒸馏水等。
(2)实验过程:
洗涤仪器,检查滴定管是否漏液,润洗后装好标准碘溶液待用。用______(填仪器名称)向锥形瓶中移入20.00mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。用左手控制滴定管的活塞开关,右手摇动锥形瓶,眼睛注视_______,直到滴定终点。滴定至终点时的现象是_______。若经数据处理,滴定中消耗标准碘溶液的体积是15.00mL,则此橙汁中维生素C的含量是_____mg/L。
(3)问题讨论:
滴定时不能剧烈摇动锥形瓶,若摇动过程中使锥形瓶内溶液溅出,则测得的结果将会______(填“偏大”、“偏小”或“不变”,下同);若滴定后发现滴定管尖嘴处还挂有一滴标准液,则测得的结果______。
(4)从分析数据看,此软包装橙汁是否是纯天然橙汁?____ (填“是”或“不是”或“可能是”)。制造商最可能采取的做法是____ (填编号)。
A.加水稀释天然橙汁 B.橙汁已被浓缩 C.将维生素C作为添加剂
【答案】(1)淀粉溶液
(2) ①. 酸式滴定管 ②. 锥形瓶内溶液颜色变化 ③. 最后一滴标准液滴入,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色 ④. 990
(3) ①. 偏小 ②. 偏大
(4) ①. 不是 ②. C
【解析】
【小问1详解】
利用I2氧化维生素C,根据碘使淀粉显蓝色的性质,应选择淀粉溶液作指示剂;
【小问2详解】
橙汁呈酸性,用酸式滴定管取用;用左手控制滴定管的活塞开关,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化;滴定至终点时的现象是:最后一滴标准液滴入,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色;根据C6H8O6~I2,橙汁中维生素C的含量是==990mg/L;
【小问3详解】
若摇动过程中使锥形瓶内溶液溅出,消耗标准液体积偏少,则测得的结果将会偏小;若滴定后发现滴定管尖嘴处还挂有一滴标准液,消耗标准液体积偏多,则测得的结果偏大;
【小问4详解】
根据计算数据,此软包装橙汁维生素C含量是新鲜橙汁的近两倍,不是纯天然橙汁,制造商最可能采取的做法是将维生素C作为添加剂,故选C。
29. 甲醇被称为2l世纪的新型燃料,工业上可以用CH4和H2O为原料来制备甲醇。
(1)将1.0mlCH4和2.0mlH2O(g)通入容积为10L的反应室,在一定条件下发生反应I:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图:
①已知100℃,压强为P1时,达到平衡所需的时间为5min,则用H2表示的平均反应速率为_______。
②在其它条件不变的情况下升高温度,化学平衡常数将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
③图中的P1_______P2(填“<”、“>”或“=”),在100℃,压强为P1时平衡常数为_______。
④保持反应体系100℃,压强为P1,5min后再向容器中充入H2O、H2各0.5ml,化学平衡将_______移动(填“向左”“向右”或“不”)。
(2)碱性燃料电池(AFC)是最早进入实用阶段的燃料电池之一,也是最早用于车辆的燃料电池,以KOH、NaOH溶液之类的强碱性溶液为电解质溶液。其优点为性能可靠,具有较高的效率。甲烷碱性燃料电池负极的电极反应式为_______。
【答案】(1) ①. ②. 增大 ③. < ④. 0.0225 ⑤. 向左
(2)
【解析】
【小问1详解】
①已知100℃,压强为P1时,达到平衡所需的时间为5min,甲烷转化率为50%,则改变量为0.5ml,氢气改变量为1.5ml,用H2表示的平均反应速率为;故答案为:。
②在其它条件不变的情况下升高温度,转化率增大,说明平衡正向移动,则化学平衡常数将增大;故答案为:增大。
③与y轴作一条平行线,温度相同,从下到上,转化率增大,说明正向移动即减小压强,则图中的P1<P2,在100℃,压强为P1时建立三段式,平衡常数为;故答案为:<;0.0225。
④保持反应体系100℃,压强为P1,5min后再向容器中充入H2O、H2各0.5ml,,则化学平衡将向左移动;故答案为:向左。
【小问2详解】
甲烷碱性燃料电池负极是甲烷反应,其电极反应式为;故答案为:。
30. 利用太阳能光解水,制备的用于还原合成有机物,可实现资源的再利用。回答下列问题:
I.半导体光催化剂浸入水或电解质溶液中,光照时可在其表面得到产物。
(1)如图为该催化剂在水中发生光催化反应的原理示意图。
①若将该催化剂置于溶液中,产物之一为,写出生成另一产物的电极反应式___________。
②若将该催化剂置于溶液中,产物之一为,另一产物为_____________。
Ⅱ.用还原可以在一定条件下合成(不考虑副反应): △H=?
(2)一定条件下,在恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量和发生反应生成(g)和(g),下列状态能说明反应达到平衡的是 (填标号)。
A. 气体的密度不再改变B. 容器内压强不变
C. 的体积分数不变D.
(3)为进一步提高的平衡转化率,下列措施能达到目的的是 (填标号)。
A. 增大的浓度B. 增大压强
C. 及时转移生成的甲醇D. 使用更高效的催化剂
(4)恒压下,和的起始物质的量比为1∶3时,该反应在无分子筛膜时和有分子筛膜时甲醇的平衡产率随温度的变化如图所示,其中分子筛膜能选择性分离出。
①该反应的△H_____________(填“>”或“<”)0。
②在此条件下采用该分子筛膜时的最佳反应温度为_____________℃。
③有分子筛膜时,P点之前,甲醇的平衡产率逐渐增大的可能原因是_______________。
(5)液体火箭燃料偏二甲肼()与液态氧化剂接触时立刻反应,产生大量无害气体,放出巨大能量,把火箭送上天空,偏二甲肼与反应的化学方程式为:_______________。
【答案】(1) ①. ②. (2)BC (3)ABC
(4) ①. < ②. 210 ③. 随温度升高,分子筛膜分离出水的效率增大。低于210℃时,分离出水对甲醇平衡产率的增加大于升高温度对甲醇平衡产率的减少
(5)
【解析】
【小问1详解】
①若将该催化剂置于溶液中,产物之一为,铜离子得到能力大于氢离子得电子能力,因此是铜离子得到电子变为铜单质,则另一产物的电极反应式;故答案为:。
②若将该催化剂置于溶液中,产物之一为,则另一产物的氢离子得到电子变为;故答案为:。
【小问2详解】
A.气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,密度始终不变,当气体的密度不再改变,不能作为判断平衡标志,故A不符合题意;B.根据方程式为得到该反应是体积减小的反应,压强不断减小,当容器内压强不变,能作为判断平衡标志,故B符合题意;C.的体积分数不变,说明达到平衡,故C符合题意;D.,一个正向反应,一个逆向反应,但速率之比不等于计量系数之比,故D不符合题意;综上所述,答案为:BC。
【小问3详解】
A.增大的浓度,平衡正向移动,氢气转化率增大,故A符合题意;B.增大压强,平衡向体积减小反应即正向反应,氢气转化率增大,故B符合题意;C.及时转移生成的甲醇,生成物浓度降低,平衡正向移动,氢气转化率增大,故C符合题意;D.使用更高效的催化剂,速率增大,平衡不移动,氢气转化率不变,故D不符合题意;综上所述,答案为ABC。
【小问4详解】
①升高温度,甲醇产率降低,说明平衡逆向移动,则逆向是吸热反应,正向是放热反应即该反应的△H<0;故答案为:<。
②根据图中信息,在此条件下采用该分子筛膜时210℃以下随温度升高甲醇产率升高,高于210℃时随温度升高甲醇产率下降,因此最佳反应温度为210℃;故答案为:210。
③有分子筛膜时,P点之前,甲醇的平衡产率逐渐增大的可能原因是随温度升高,分子筛膜分离出水的效率增大。低于210℃时,分离出水对甲醇平衡产率的增加大于升高温度对甲醇平衡产率的减少;故答案为:随温度升高,分子筛膜分离出水的效率增大。低于210℃时,分离出水对甲醇平衡产率的增加大于升高温度对甲醇平衡产率的减少。
【小问5详解】
液体火箭燃料偏二甲肼()与液态氧化剂接触时立刻反应,产生大量无害气体即生成氮气、二氧化碳和水,则偏二甲肼与反应的化学方程式为:;故答案为:。物质
C(s)
燃烧热/(kJ·ml-1)
-393.5
-1366.8
-285.8
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