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2018-2019学年江苏省马坝高级中学高二下学期期中考试化学试题 解析版
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2018—2019学年度第二学期期中考试高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H—1;;O—16;C—12;N—14;Na—23;
第Ⅰ卷(选择题 共50分)
单项选择题:本题包括10小题,每小题3分,共计30分。每小题只有一个选项符合题意。
1.水是生命之源,生产生活都离不开水。下列有关说法正确的是( )
A. 水的电离是放热过程
B. 纯水的pH一定等于7
C. pH=4的盐酸和NH4Cl溶液中水的电离程度相同
D. 电解水制H2和O2时,可以向水中加入少量Na2SO4以增强溶液导电性
【答案】D
【解析】
【详解】A.水的电离是一个吸热的过程,A项错误;
B.只有在25℃时,纯水的pH才等于7,温度升高,纯水的pH要减小,B项错误;
C.盐酸电离出的氢离子抑制了水的电离,氯化铵溶液中铵根离子的水解促进了水的电离,两溶液中水的电离程度明显不同,C项错误;
D.Na2SO4为强电解质,电解Na2SO4溶液实质为电解水;水为弱电解质,水电离产生的离子浓度较小,导电性差,电解水时加入Na2SO4可以增强溶液的导电性,D项正确;
答案为D。
【点睛】电解水时,为增强导电性,通常可加入硫酸钠、氢氧化钠、硫酸等。
2.下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( )
A. 质子数为17、中子数为20的氯原子:2017Cl
B. 氯离子(Cl-)的结构示意图:
C. 氯分子的电子式:
D. 对硝基甲苯的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.元素符号左上方为质量数,等于质子数加中子数,应为37,而不是20,A项错误;
B.氯离子最外层应是8个电子,题给的是氯原子的原子结构示意图,B项错误;
C.氯分子是由两个氯原子共用一对电子形成的,C项正确;
D.硝基中与苯环直接相连的原子是氮原子,D项错误;
答案选C。
3.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室用排饱和食盐水方法收集氯气
B. 氯水应保存在棕色细口瓶中,并处冷暗避光处保存
C. pH=3的醋酸溶液中加入CH3COONH4溶液,溶液pH增大
D. 将铜粉和锌粉混合后加入稀硫酸中,产生气体的速率比不加铜粉快
【答案】D
【解析】
【分析】
有可逆才有平衡,有平衡才有平衡的移动。
【详解】A.氯气和水发生可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,饱和食盐水中大量氯离子的引入,使该反应平衡逆向进行,从而减小氯气的溶解损耗,A项不选;
B.氯气和水发生可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,生成的次氯酸见光、遇热易分解:2HClO2HCl+O2↑,次氯酸的分解,使氯气与水的反应平衡向右移动,所以氯水用棕色细口瓶保存,并处于冷暗避光处,B项不选;
C.醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,pH=3醋酸溶液中加入CH3COONH4溶液,相当于醋酸溶液中加入CH3COO-,平衡左移,溶液的pH增大,C项不选;
D.铜粉、锌粉和稀硫酸形成了无数微小的原电池,加快了反应速率,这与可逆无关,也就与平衡移动无关,D项可选;
答案选D。
【点睛】对于C项的分析,注意醋酸铵溶液呈中性,所以溶液pH的变化是由醋酸根离子引起的。最好使用醋酸铵固体,避免因溶液中水分的引入,导致溶液pH也会增大。
4.下列热化学方程式或说法正确的是
A. 同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
B. 已知H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270kJ·mol-1,则1molH2与1molF2反应生成2mol液态氟化氢时放热大于270kJ
C. 甲烷的标准燃烧热为△H=-890.3kJ·mol-1,则其燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ·mol-1
D. 500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3,放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-38.6kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.同温同压下,反应的焓变与反应条件无关,所以反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的焓变是相同的,A项错误;
B.题给热化学方程式表明1molH2和1molF2生成气态2molHF时放热270kJ,所以当生成液态氟化氢时会进一步放出热量,所以放热大于270kJ,B项正确;
C.标准燃烧热对应水应为液态,C项错误;
D.因反应可逆,从所给数据中无法明确反应的焓变,D项错误;
答案选B。
5.用下列实验装置进行相应实验,装置及操作正确、且能达到实验目的是( )
A. 量取20.00mLKMnO4溶液 B. 验证铁发生吸氧腐蚀
C. 铁制品表面镀锌 D. 设计铜锌原电池
【答案】B
【解析】
【详解】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管中的橡皮管,所以应改用酸式滴定管,A项错误;
B.发生吸氧腐蚀,会消耗装置内的氧气,右侧导管中会形成一段水柱,B项正确;
C.进行电镀时,镀层金属作阳极,待镀件作为阴极,所以锌片应连接电源的正极,铁制品连接电源的负极,C项错误;
D.该装置未构成闭合回路,无法形成原电池,D项错误;
答案选B。
6.下列离子方程式中,正确的是
A. 用惰性电极电解MgCl2溶液:2Cl—+H2O 2OH—+Cl2↑+H2↑
B. SO2通入碘水中,反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+
C. 氯气通入冷水中:Cl2 +H2O Cl- +ClO- +2H+
D. Na2S溶液中的水解:S2—+2H2O==H2S+2OH—
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解氯化镁溶液时,类似于电解氯化钠溶液,但要进一步考虑阴极产生的OH-与溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2沉淀,A项错误;
B.二氧化硫与I2发生氧化还原反应,所给式子符合守恒规律,B项正确;
C.生成的次氯酸是弱酸,不能拆写成离子形式,C项错误;
D.多元弱酸的酸根离子水解微弱,且应分步水解,以第一步为主,所给式子水解产物书写错误,且没有使用可逆符号,D项错误;
答案选B。
7.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. SiO2H2SiO3Na2SiO3
B. Fe2O3 FeCl3(aq) 无水FeCl3
C. 饱和NaCl(aq)NaHCO3 Na2CO3
D. AgNO3(aq) [Ag(NH3)2]OH(aq) Ag
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2难溶于水,与水不发生反应,A项错误;
B.氯化铁溶液中存在水解平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加热,水解平衡右移,氯化氢的挥发使平衡进一步右移,所以直接蒸发氯化铁溶液得到氢氧化铁固体,B项错误;
C.该选项涉及的是侯氏制碱法的基本反应:①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,②NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,C项正确;
D.蔗糖是非还原性糖,不能与银氨溶液发生反应生成银,D项错误;
答案选C。
【点睛】在侯氏制碱法中,要先向饱和食盐水中通入过量的氨气,然后再通入二氧化碳气体,保证能获得高浓度的碳酸氢根离子,以生成碳酸氢钠晶状沉淀。
8.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池的说法正确的是
A. a电极发生还原反应
B. H+由右室通过质子交换膜进入左室
C. b电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O
D. 电池工作时,电流由a电极沿导线流向b电极
【答案】C
【解析】
试题分析:A、b极上N元素的化合价降低,所以b是正极发生还原反应,故A错误;B、原电池中阳离子从负极移向正极,即H+由左室通过质子交换膜进入右室,故B错误;C、b极上N元素的化合价降低,b是正极,发生还原反应,电极反应式为:2NO3-+10e-+12H+═N2↑+6H2O,故C正确;D、原电池中电流从正极流向负极,电流由B电极沿导线流向A电极,故D错误;故选C。
考点:考查了化学电源新型电池的相关知识。
9.在给定环境中,下列各组离子一定大量共存的是
A. 甲基橙呈红色的溶液中:K+、Na+、S2-、AlO2-
B. =1×10-13mol·L-1的溶液中:NH4+、Ca2+、Cl-、NO3-
C. 常温下,在= 1×1012的溶液中:NH4+、CO32-、K+、Cl-
D. 常温下,水电离出c(OH—)=1×10—13 mol/L的溶液中:Na+、NH4+、HCO3-、NO3-
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲基橙显红色的溶液是一个强酸性的溶液,此溶液中S2-、AlO2-将不能大量存在,A项错误;
B.该溶液是一个强酸性溶液,此时所给的4种离子既不与氢离子反应,相互间也不反应,可以大量共存,B项正确;
C.该溶液是一个强酸性溶液,此时CO32-将不能大量存在,C项错误;
D.该溶液中水的电离受到抑制,可能是强酸性溶液,也可能是强碱性溶液,此时HCO3-均将不能大量存在,D项错误;
答案选B。
【点睛】对于离子共存类问题,要注意隐藏信息的挖掘。将题给的限制条件直接转化为对应的介质条件,如强酸、强碱、强氧化性等,并可直接代入离子组进行是否反应的校验。
10.下列各图示与对应的描述相符合的是
A. 图表示分别稀释pH=11的NaOH溶液和氨水时溶液pH的变化,图中b>a=100
B. 图表示某化学平衡的移动,在t1时改变的条件一定是加入催化剂
C. 图表示平衡2NO2(g)N2O4(g)在t1时迅速将体积缩小后c(N2O4)的变化
D. 图表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
【答案】A
【解析】
A 、NaOH为强碱完全电离,稀释100倍,pH从11变到9,氨水为弱碱部分电离,稀释100倍时,在稀释过程中,氨水会继续电离出OH-,导致溶液中的OH-浓度大于NaOH溶液中的OH-,要使稀释后两者的OH-浓度仍相等,则氨水稀释的倍数要大于100倍,所以b>a=100,A正确;B、在t1时改变某个条件,反应速率增大,但是平衡不移动,可能是使用了催化剂,也可能是增大了压强,改变压强平衡不一定会移动,B错误;C、压缩体积,NO2和N2O4的浓度瞬间增大,同时平衡向气体体积缩小的方向移动,即往正方向移动,所以N2O4的浓度继续增大,而丙图中N2O4的浓度在减小,C错误;D、CH3COOH为弱电解质,导电能力弱,通入氨气后生成强电解质CH3COONH4,导电性增强,继续通入氨气,导电性仍然增强,D错误。正确答案为A。
点睛:本题易错点在对选项C的判断,压缩体积,反应物和生成物的浓度瞬间增大,但N2O4的浓度在瞬间增大后如何变化了?部分学生没有考虑平衡的移动,误认为N2O4的浓度在瞬间增大后然后减小而错选C,其实压缩体积相当于增压,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡正向移动,N2O4的浓度会继续增大,直至达到平衡。
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11. 下列有关说法正确的是
A. 若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀
B. 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的△H>0
C. 加热0.1mol/LNa2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大
D. 对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
【答案】C
【解析】
试题分析:A、铜的金属性弱于铁,与铁构成原电池时,铁是负极失去电子,加快铁腐蚀,A不正确;B、根据△G=△H-T·△S可知,2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,由于该反应的△S<0,则该反应的△H<0,B不正确;C、水解吸热,加热促进水解,溶液的碱性增强,因此,加热0.1mol/LNa2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大,C正确;D、正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,因此平衡常数减小,D不正确,答案选C。
考点:考查金属腐蚀、反应自发性、外界条件对水解平衡和反应速率以及平衡常数的影响
12.4-AFMF是一种探测物质的荧光素,其结构简式如下图。下列有关该物质的说法正确的是
A. 分子中三个苯环处于同一平面 B. 1 mol 4-AFMF 最多可与2molNaOH 反应
C. 在酸性条件下水解,水解产物只有1种 D. 能与溴水、FeCl3溶液及稀硫酸发生反应
【答案】CD
【解析】
A、连接三个苯环的碳为饱和碳,相当于甲烷中的碳,甲烷分子中最多三个原子共平面,苯环是一个平面结构,三个苯环不可能共平面,又根据碳碳单键可以转动,所以任意两个苯环和连接三个苯环的碳可以共平面,A错误。B、分子中有两个苯酚结构和一个酯基,可3molNaOH反应,B错误。C、该物质为环酯结构,水解后得到一种产物,C正确。D、有苯酚结构可与溴水发生取代、与FeCl3发生显色反应,酯基在酸性条件下发生水解生成酸与醇,D正确。正确答案为CD
点睛:原子共面、共线是有机化学中的一个难点,需要有较高的空间想象力。要做好此类题目需要掌握几类基本物质的空间结构:甲烷为正四面体结构,最多3个原子共平面;3个碳以上的饱和碳链为锯齿状,碳碳单键可以转动 ;乙烯为平面结构,键角为120度;乙炔为直线型分子,四个原子共直线;苯环为正六边形结构,对角线上的4个原子共直线;甲醛为平面三角形结构;利用以上基本结构,然后进行复杂结构的转动、替换可以解决问题。,
13.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
实验结论
A
室温下,物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaCN溶液,Na2CO3溶液的pH大于NaCN溶液
酸性:HCN>H2CO3
B
将溴乙烷和NaOH的乙醇溶液混合加热,产生气体通入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色。
产生了乙烯
C
室温下,将pH相同的HA与HB的稀溶液分别加水稀释相同的倍数,所得溶液的pH:pH(HA)>pH(HB)
酸性:HA>HB
D
将蔗糖和硫酸的混合液加热,再向其中加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,无砖红色沉淀
蔗糖未水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.由实验操作和现象得到的结论是HCN的酸性大于HCO3-的酸性,无法比较出HCN与H2CO3的酸性的强弱,A项错误;
B.产生的气体中还混有挥发出的大量的乙醇蒸气,而乙醇也可以使酸性高锰酸钾褪色,B项错误;
C.相同pH的一元酸,稀释相同的倍数,溶液pH越大,说明酸性越强,C项正确;
D.硫酸是蔗糖水解的催化剂,理论上并不消耗。硫酸能够将新制的氢氧化铜悬浊液直接溶解而至实验失败,所以要先加入NaOH溶液将水解液调至碱性,再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热至沸,方可观察到砖红色沉淀,D项错误;
答案选C。
14.室温下,下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 新制氯水中:c(H+)=c(HClO)+2c(ClO-)+c(OH-)
B. pH=8的NaClO2溶液中:c(Na+)>c(ClO2-)>c(OH-)>c(H+)
C. 0.1mol·L-1HCl溶液与0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液等体积混合pH>7:c(NH3·H2O)>c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)
D. 0.1mol·L-1K2C2O4溶液与0.2 mol·L-1KHC2O4溶液等体积混合:4c(K+)=3[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4) ]
【答案】AB
【解析】
【详解】A.氯气与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO。新制氯水中电荷守恒有:c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(ClO-),依特殊的物料守恒有:c(Cl-)=c(HClO)+c(ClO-),代入电荷守恒的式子有:c(H+)=c(OH-)+c(HClO)+2c(ClO-),A项正确;
B.pH=8既直接说明了c(OH-)>c(H+),又说明了ClO2-发生了水解,所以有c(Na+)>c(ClO2-),B项正确;
C.相当于NH4Cl和NH3·H2O1:1混合,溶液显碱性则说明一水合氨的电离大于铵根离子的水解,所以该溶液中微粒浓度的大小关系为:c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+),C项错误;
D.相当于K2C2O4与KHC2O4以1:2的物质的量之比混合形成溶液,据物料守恒有:,选项所给的式子将4和3互换即正确,D项错误;
答案选AB。
【点睛】物料守恒表达的是由化学式或投料配比决定的固定的原子个数比。在氯水中的物料守恒比较特殊,是根据氯气与水反应的化学方程式中产物的配比关系得出的。
15.一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随间变化关系如下图所示。
容器
温度/℃
起始物质的量浓度/mol·L-1
NO(g)
CO(g)
N2
CO2
甲
T1
010
0.10
0
0
乙
T1
0
0
0.10
0.20
丙
T2
0.10
0.10
0
0
下列说法正确的是
A. 该反应的正反应为吸热反应
B. 乙容器中反应达到平衡时,N2的转化率大于40%
C. 达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
D. 丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10mol NO和0.10mol CO2,此时v(正)>v(逆)
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题图可知,甲先达到化学平衡状态,所以T1>T2,升高温度,平衡时CO2的物质的量减小,说明反应逆向进行,故该正反应为放热反应,A项错误;
B.T1℃时,甲容器中达到平衡状态时CO2的物质的量为0.1mol,
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始量 0.1 0.1 0 0
转化量 0.05 0.05 0.025 0.05
平衡量 0.05 0.05 0.025 0.05
则平衡常数 则乙容器中N2(g)+2CO2(g) 2NO(g)+2CO(g)的平衡常数为0.1;当N2的转化率为40%,此时转化的N2为0.04mol/L,依此算出其它物质的转化量:
N2(g)+2CO2(g) 2NO(g)+2CO(g)
起始量 0.10 0.20 0 0
转化量 0.04 0.08 0.08 0.08
剩余量 0.06 0.12 0.08 0.08
此时浓度商Qc=<0.1,所以反应继续向右进行,因此N2的转化率大于40%,B项正确;
C.从所给数据“凑一边”后可以看出,乙容器中的气体相当于甲容器中气体的2倍,由于是恒容容器,相当于恒压情况下达平衡后再压回原体积,由于增大压强时平衡向右移动,气体的物质的量减小,所以乙中压强小于甲容器的2倍,C项错误;
D.丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10molNO和0.10molCO2,相当于增大压强,平衡正向移动,此时正反应速率大于逆反应速率,D项正确;
答案选BD。
【点睛】本题B项的分析,是将所给的转化率40%这一数据直接代入,来看反应是否达到平衡,并进一步判断反应进行的方向,从而判断转化率与40%的大小关系。
第Ⅱ(非选择题 共70分)
16.以硅孔雀石[主要成分为 CuCO3•Cu(OH)2、CuSiO3•2H2O,含 SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质]为原料制备CuCl2的工艺流程如下:
已知:SOCl2+H2O SO2↑+2HCl↑
(1)“酸浸”时盐酸与CuCO3•Cu(OH)2反应的化学方程式为________________,为提高“酸浸”时铜元素的浸出率,可以采取的措施有:①适当提高盐酸浓度;②适当提高反应温度;③_________;
(2)滤渣2的主要成分为___________(填化学式);
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为__________________________;
(4)试剂X的作用是调节溶液的pH,试剂X可以是_____;“调pH”时,pH不能过高,其原因是_______________;
A.CuSO4 B.Cu2(OH)2CO3 C.NaOH D.CuO
(5)“加热脱水”时,加入SOCl2的目的是____________________________________。
【答案】 (1). CuCO3•Cu(OH)2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O (2). 适当加快搅拌速率或适当延长酸浸时间或将硅孔雀石粉碎 (3). Fe(OH)3 (4). Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣ (5). BD (6). 防止Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀 (7). 生成的HCl抑制CuCl2的水解
【解析】
【分析】
硅孔雀石的主要成分为 CuCO3•Cu(OH)2、CuSiO3•2H2O,含 SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质,加入足量的盐酸酸浸后,滤渣1为SiO2和H2SiO3; 加入氯气将Fe2+氧化为Fe3+,调整pH将Fe3+变为Fe(OH)3而除去。
【详解】(1). “酸浸”时盐酸与CuCO3•Cu(OH)2反应的化学方程式为:CuCO3•Cu(OH)2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O;为提高“酸浸”时铜元素的浸出率,可以采取的措施除了适当提高盐酸浓度、适当提高反应温度外,还可以适当加快搅拌速率或适当延长酸浸时间或将硅孔雀石粉碎等;
(2).滤渣2是 Fe(OH)3;
(3).氧化时,是利用Cl2将Fe2+氧化为Fe3+:Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣;
(4).试剂X的作用时调节溶液的pH,选择B、D项,是因为A项不能达到调整pH的目的,C项引入了Na+杂质,B、D项具有的共同特点是:能消耗H+,本身难溶而便于添加及后续除去,不引入新的杂质离子;
(5). 加热脱水时,加入SOCl2,是利用SOCl2水解提供HCl氛围,防止Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀。
17.化合物H是合成抗心律失常药物泰达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为_____________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为_____________________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式_________________。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;
③分子中只有4种不同化学环境的氢。
(4)E经还原得到F,E的分子式为C14H17O3N,写出E的结构简式_____________。
(5)G→H的反应方程式为______________________________________。
【答案】 (1). 酚羟基、羰基、酰胺键 (2). 消去反应 (3). 或或 (4). (5).
【解析】
【分析】
物质A中硝基被还原为氨基,得到物质B,物质B和乙酸酐反应,将氨基变成了酰胺键,得到物质C;物质C中甲氧基的邻位氢被取代,生成物质D;物质E在NaBH4作用下发生还原反应,生成F,应是结构中羰基被还原,所以对比D和F的结构可知E的结构简式为:;物质F发生消去反应,产生物质G,物质G中酰胺键经碱性条件下水解得到物质H。
【详解】(1).D中含氧官能团为:酚羟基、羰基、酰胺键,注意苯环通常不看作官能团,溴原子不是含氧官能团;
(2). 物质F变为物质G,失去了一分子水,产生了一个碳碳双键,所以发生的是消去反应;
(3).物质C的结构为:,除苯环外,只有一个不饱和度。能发生银镜反应,说明结构中有醛基,能发生水解反应,且水解产物之一能与FeCl3发生显色反应,说明结构中含甲酸酚酯基。除苯环、甲酸酚酯基外,还剩下2个碳和一个N,考虑对称性,2个碳应作为2个甲基来看,考虑对称性来满足有4种不同化环境的 氢,可得出满足条件的C的同分异构体可以是: 或或;
(4).除上述分析中通过比对F和D结构,反推出E的结构外,也可经分析可知,物质D变成E,就是溴原子和羟基H去掉,碳与氧对接成环: ;
(5).物质G变成物质H,就是酰胺键的碱性水解: ,注意生成乙酸钠及加热条件的标注。
18.实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[(滴定时,1 mol (CH2)6N4H+与1 mol H+相当)],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ:称取样品1.500 g。
步骤Ⅱ:将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ:移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇
匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察__________________________。
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时的现象为_______________________________________________。
⑤滴定结束时俯视滴定管读数,则测得样品中氮的质量分数_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
⑵滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前的刻度/mL
滴定后的刻度/mL
1
25.OO
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.2
25.02
若NaOH标准溶液的浓度为0.1000 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数是多少?_____(写出解题过程)
【答案】 (1). 偏高 (2). 无影响 (3). B (4). 当最后一滴NaOH溶液滴入锥形瓶时,锥形瓶内溶液的颜色由无色突然变为红色,并保持30s不恢复 (5). 偏低 (6). 依据数据分析,V(NaOH)==20.00 mL;n(H+)=n(NaOH)=0.1000 mol·L-1×20.00×10-3L=2.000×10-3mol;n(N)=n(H+),该样品中氮的质量分数=×100%=18.67%
【解析】
【分析】
(1)①滴定管在水洗后要用待装液润洗,否则将对待装溶液进行稀释;
②实验目的是标定锥形瓶中溶质的量,加水对测定结果无影响;
③看滴定管内液面的变化,无法及时判断终点的到达;
④滴定终点的描述要规范化,半分钟不恢复一定要表达出来;
(2)计算前要先进行数据的有效化筛选,这也是做平行实验的目的所在。
【详解】(1). ①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准液进行滴定,由于滴定管内部附着有水分,将造成标准NaOH溶液的稀释,所以使用的NaOH溶液体积偏高,导致测定结果偏高;
②锥形瓶用蒸馏水洗净后无需干燥,残留少量水也无影响,在操作中我们也可以在锥形瓶中加一些水,以便于滴定过程中振荡;
③滴定时,应观察锥形瓶内溶液颜色的变化,以快速准确判断终点的到达;
④滴定终点现象规范化描述为:当最后一滴NaOH溶液滴入锥形瓶时,锥形瓶内溶液的颜色由无色突然变为浅红色,并保持30s不恢复;
⑤滴定结束时俯视读数,将使读数偏低,而导致用于计算的NaOH溶液的体积偏低,最终导致测定的氮的质量分数偏低;
(2). 分析表格中数据,发现三次实验耗用标准溶液的体积(mL)依次为:20.01、19.99、24.82,第3个数据偏差太多,为无效数据,舍去;前两个数据的平均值为20.00mL。
n(H+)=n(NaOH)=0.1000 mol·L-1×20.00×10-3L=2.000×10-3mol;
n(N)=n(H+),该样品中氮的质量分数=×100%=18.67%。
【点睛】碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准液进行滴定,由于滴定管内壁附着有少量水分,将会造成对标准NaOH溶液的稀释,所以滴定时会造成NaOH溶液的使用体积偏大,使计算出的(CH2)6N4H+偏高,最终使测得的含氮量偏高。
19.研究电解质在水溶液中的平衡能了解它的存在形式。
(1)常温下,向100mL0.01mol•L-1HA的溶液中逐滴加入0.02mol•L-1MOH溶液,所得溶液的pH随MOH溶液的体积变化如图所示(溶液体积变化忽略不计)。
①常温下,0.01mol•L-1HA溶液中由水电离出的c(H+)=______mol•L-1。
②常温下一定浓度的MA稀溶液的pH=a,则a__7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因为_______________________________________;
③X点时,溶液中c(H+)、c(M+)、c(A—)由大到小的顺序是___________________;
④K点时,溶液中c(H+)+c(M+)—c(OH—)=____mol•L-1。
⑵20℃时,在c(H2C2O4)+c(HC2O4—)+c(C2O42—)=0.100mol•L—1的H2C2O4、NaOH混合溶液中,H2C2O4、HC2O4-、C2O42-的物质的量分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。
①Q点:c(H2C2O4)______c(HC2O4—)(填“>”、“<”或“=”)
②该温度下HC2O4-的电离常数K=___________________。
【答案】 (1). 1×10—12 (2). < (3). M++H2O⇌H++MOH (4). c(A—)>c(H+)>c(M+) (5). 0.005 (6). < (7). 1×10—4.2
【解析】
【分析】
(1)①在滴加碱液前0.01mol•L-1HA的溶液pH=2,说明HA是强酸,强酸中的OH-完全由水电离提供;
②从图中看出,加入MOH溶液51mL溶液才呈中性,说明MOH是弱碱。如果MOH是强碱,中和至中性时需要MOH的体积应刚好为50mL。所以MA是强酸弱碱盐,其水解使溶液显碱性;
③通过计算和估算得出数值,直接进行浓度大小的比较;
④K点时,相当于MA和MOH以1:1混合。据电荷守恒进行计算。
⑵①从图可以Q点是H2C2O4和C2O42-两微粒的交点,从图上明显看出HC2O4-物质的量分数大,折算成浓度也有:c(H2C2O4)
②利用电离平衡常数的定义式直接进行求算。
【详解】(1)①在滴加碱液前0.01mol•L-1HA的溶液pH=2,说明HA是强酸;强酸溶液中的OH-全部由水电离提供,所以常温下,0.01mol•L-1HA溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12mol•L-1;
②从图中看出,加入MOH溶液51mL溶液才呈中性,说明MOH是弱碱。如果MOH是强碱,中和至中性时需要MOH的体积应刚好为50mL。所以MA是强酸弱碱盐,其水解使溶液显碱性,所以MA溶液的pH>7,水解的离子方程式为:M++H2OMOH+H+;
③X点时可看作酸被中和掉约一半的点,相当于HA和MA以1:1时混合,此时c(A-)=0.008mol/L,M+水解是很微弱的,所以c(M+)≈0.004mol/L,此时c(H+)比0.01mol/L略小一点点,因此该溶液中离子浓度由大到小的顺序:c(A-)> c(H+)>c(M+);
④K点时,相当于MA和MOH以1:1混合。据电荷守恒有:c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),变形得:c(H+)+c(M+)-c(OH-)=c(A-)==0.005mol/L;
(2)①从图可以Q点是H2C2O4和C2O42-两微粒的交点,从图上明显看出c(H2C2O4)
②取交点P来计算该温度下HC2O4-的电离平衡常数。=1×10-4.2。
20.氨是化学实验室及化工生产中的重要物质,应用广泛。
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+183kJ/mol,2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6 kJ/mol,4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H=﹣1164.4kJ/mol,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=____________ ;
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表:
N2
H2
NH3
投料Ⅰ
1.0mol/L
3.0mol/L
0
投料Ⅱ
1.0mol/L
2mol/L
1.0mol/L
①按投料Ⅰ进行反应,测得达到化学平衡时化学平衡常数为0.1,则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为_____;
②按投料Ⅱ进行反应,起始时反应进行的方向为_____________(填“正向”或“逆向”);
③若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是____;
a.NH3是N2浓度的2倍b.容器中气体的压强不再改变c.2v(NH3)正=v(N2)逆d.容器中混合气体的密度不再改变e.容器中N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2f.混合气体平均相对分子质量保持不变
④若升高温度,则合成氨反应的化学平衡常数_______(填“变大”、“变小”或“不变”);
⑤L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系;
ⅰ)X代表的物理量是_________________;
ⅱ)判断L1、L2的大小关系,L1__________L2.(填“>”“<”或“=”)
⑶电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意如图:
①电极b上发生的是____________反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出电极a的电极反应式:________________________。
【答案】 (1). ﹣92.2kJ/mol (2). (3). 逆向 (4). bf (5). 变小 (6). 温度 (7). < (8). 还原 (9). 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O
【解析】
【分析】
(1)利用盖斯定律对热化学方程式直接进行加减;
(2)①依化学平衡常数的定义可写出其表达式;
②利用浓度商与化学平衡常数的数值大小比较来判断反应进行的方向;
③判断反应达平衡状态主要有两个判断:一是正、逆反应速率相等,二是变量不变;
④化学平衡常数是温度的函数,正向放热,温度升高,平衡常数减小;
⑤紧扣合成氨反应的特点,结合题图进行分析。
⑶从价态变化容易看出,电极a为负极,发生氧化反应,电极b为正极,发生还原反应。注意题给的是碱性介质。
【详解】(1) 已知25℃时:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+183kJ/mol①,
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6 kJ/mol②,
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H=﹣1164.4kJ/mol③,
根据盖斯定律,将①+②×-×③得:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
△H=+183-571.6×+×1164.4=-92.2kJ/mol;
(2)①合成氨反应为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g),该反应的化学平衡常数表达式为:;
②投料II对应的化学平衡常数仍为0.1,对应的浓度商>0.1,所以化学反应向逆反应方向进行;
③化学平衡建立时,正、逆反应速率相等,变量不变
a项错误,平衡时浓度是不变而不是相等,也不是成比例;
b项正确,这是一个正向气体分子数减小的反应,反应过程中压强是一个变量,变量不变,说明该反应达到平衡;
c项错误,2应改为;
d项错误,密度始终不变;
e项错误,平衡时是浓度不变,不是相等,也不是成比例;
f正确,反应正向进行时,平均相对分子质量在增大,变量不变,说明该反应达平衡;
④该反应正向放热,温度升高,平衡左移,化学平衡常数要变小;
⑤合成氨反应是一个正向气体分子总数减小的放热反应。升温,反应物转化率降低,加压,反应物转化率提高。题图给的随着X的增大,H2的平衡转化率减小,显然X代表的是温度。题图中L则代表了压强,压强越大,H2转化率越高,所以L2对应的压强高。
(3)①电极b上氧元素由0价变为-2价,价态降低,发生了还原反应;
②电极a上NH3失电子,变成N2,所给的介质为强碱性,电极反应式为:2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O。
2018—2019学年度第二学期期中考试高二化学试题
可能用到的相对原子质量:H—1;;O—16;C—12;N—14;Na—23;
第Ⅰ卷(选择题 共50分)
单项选择题:本题包括10小题,每小题3分,共计30分。每小题只有一个选项符合题意。
1.水是生命之源,生产生活都离不开水。下列有关说法正确的是( )
A. 水的电离是放热过程
B. 纯水的pH一定等于7
C. pH=4的盐酸和NH4Cl溶液中水的电离程度相同
D. 电解水制H2和O2时,可以向水中加入少量Na2SO4以增强溶液导电性
【答案】D
【解析】
【详解】A.水的电离是一个吸热的过程,A项错误;
B.只有在25℃时,纯水的pH才等于7,温度升高,纯水的pH要减小,B项错误;
C.盐酸电离出的氢离子抑制了水的电离,氯化铵溶液中铵根离子的水解促进了水的电离,两溶液中水的电离程度明显不同,C项错误;
D.Na2SO4为强电解质,电解Na2SO4溶液实质为电解水;水为弱电解质,水电离产生的离子浓度较小,导电性差,电解水时加入Na2SO4可以增强溶液的导电性,D项正确;
答案为D。
【点睛】电解水时,为增强导电性,通常可加入硫酸钠、氢氧化钠、硫酸等。
2.下列有关氯元素及其化合物的表示正确的是( )
A. 质子数为17、中子数为20的氯原子:2017Cl
B. 氯离子(Cl-)的结构示意图:
C. 氯分子的电子式:
D. 对硝基甲苯的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.元素符号左上方为质量数,等于质子数加中子数,应为37,而不是20,A项错误;
B.氯离子最外层应是8个电子,题给的是氯原子的原子结构示意图,B项错误;
C.氯分子是由两个氯原子共用一对电子形成的,C项正确;
D.硝基中与苯环直接相连的原子是氮原子,D项错误;
答案选C。
3.下列事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 实验室用排饱和食盐水方法收集氯气
B. 氯水应保存在棕色细口瓶中,并处冷暗避光处保存
C. pH=3的醋酸溶液中加入CH3COONH4溶液,溶液pH增大
D. 将铜粉和锌粉混合后加入稀硫酸中,产生气体的速率比不加铜粉快
【答案】D
【解析】
【分析】
有可逆才有平衡,有平衡才有平衡的移动。
【详解】A.氯气和水发生可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,饱和食盐水中大量氯离子的引入,使该反应平衡逆向进行,从而减小氯气的溶解损耗,A项不选;
B.氯气和水发生可逆反应:Cl2+H2OHCl+HClO,生成的次氯酸见光、遇热易分解:2HClO2HCl+O2↑,次氯酸的分解,使氯气与水的反应平衡向右移动,所以氯水用棕色细口瓶保存,并处于冷暗避光处,B项不选;
C.醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,pH=3醋酸溶液中加入CH3COONH4溶液,相当于醋酸溶液中加入CH3COO-,平衡左移,溶液的pH增大,C项不选;
D.铜粉、锌粉和稀硫酸形成了无数微小的原电池,加快了反应速率,这与可逆无关,也就与平衡移动无关,D项可选;
答案选D。
【点睛】对于C项的分析,注意醋酸铵溶液呈中性,所以溶液pH的变化是由醋酸根离子引起的。最好使用醋酸铵固体,避免因溶液中水分的引入,导致溶液pH也会增大。
4.下列热化学方程式或说法正确的是
A. 同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的△H不同
B. 已知H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=-270kJ·mol-1,则1molH2与1molF2反应生成2mol液态氟化氢时放热大于270kJ
C. 甲烷的标准燃烧热为△H=-890.3kJ·mol-1,则其燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ·mol-1
D. 500℃、30MPa下,将0.5molN2和1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成NH3,放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-38.6kJ·mol-1
【答案】B
【解析】
【详解】A.同温同压下,反应的焓变与反应条件无关,所以反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的焓变是相同的,A项错误;
B.题给热化学方程式表明1molH2和1molF2生成气态2molHF时放热270kJ,所以当生成液态氟化氢时会进一步放出热量,所以放热大于270kJ,B项正确;
C.标准燃烧热对应水应为液态,C项错误;
D.因反应可逆,从所给数据中无法明确反应的焓变,D项错误;
答案选B。
5.用下列实验装置进行相应实验,装置及操作正确、且能达到实验目的是( )
A. 量取20.00mLKMnO4溶液 B. 验证铁发生吸氧腐蚀
C. 铁制品表面镀锌 D. 设计铜锌原电池
【答案】B
【解析】
【详解】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管中的橡皮管,所以应改用酸式滴定管,A项错误;
B.发生吸氧腐蚀,会消耗装置内的氧气,右侧导管中会形成一段水柱,B项正确;
C.进行电镀时,镀层金属作阳极,待镀件作为阴极,所以锌片应连接电源的正极,铁制品连接电源的负极,C项错误;
D.该装置未构成闭合回路,无法形成原电池,D项错误;
答案选B。
6.下列离子方程式中,正确的是
A. 用惰性电极电解MgCl2溶液:2Cl—+H2O 2OH—+Cl2↑+H2↑
B. SO2通入碘水中,反应的离子方程式为SO2+I2+2H2O=SO42-+2I-+4H+
C. 氯气通入冷水中:Cl2 +H2O Cl- +ClO- +2H+
D. Na2S溶液中的水解:S2—+2H2O==H2S+2OH—
【答案】B
【解析】
【详解】A.电解氯化镁溶液时,类似于电解氯化钠溶液,但要进一步考虑阴极产生的OH-与溶液中的Mg2+形成Mg(OH)2沉淀,A项错误;
B.二氧化硫与I2发生氧化还原反应,所给式子符合守恒规律,B项正确;
C.生成的次氯酸是弱酸,不能拆写成离子形式,C项错误;
D.多元弱酸的酸根离子水解微弱,且应分步水解,以第一步为主,所给式子水解产物书写错误,且没有使用可逆符号,D项错误;
答案选B。
7.在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是( )
A. SiO2H2SiO3Na2SiO3
B. Fe2O3 FeCl3(aq) 无水FeCl3
C. 饱和NaCl(aq)NaHCO3 Na2CO3
D. AgNO3(aq) [Ag(NH3)2]OH(aq) Ag
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2难溶于水,与水不发生反应,A项错误;
B.氯化铁溶液中存在水解平衡:FeCl3+3H2OFe(OH)3+3HCl,加热,水解平衡右移,氯化氢的挥发使平衡进一步右移,所以直接蒸发氯化铁溶液得到氢氧化铁固体,B项错误;
C.该选项涉及的是侯氏制碱法的基本反应:①NH3+CO2+H2O=NH4HCO3,②NH4HCO3+NaCl=NH4Cl+NaHCO3↓,③2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,C项正确;
D.蔗糖是非还原性糖,不能与银氨溶液发生反应生成银,D项错误;
答案选C。
【点睛】在侯氏制碱法中,要先向饱和食盐水中通入过量的氨气,然后再通入二氧化碳气体,保证能获得高浓度的碳酸氢根离子,以生成碳酸氢钠晶状沉淀。
8.一种微生物燃料电池如图所示,下列关于该电池的说法正确的是
A. a电极发生还原反应
B. H+由右室通过质子交换膜进入左室
C. b电极反应式为2NO3-+10e-+12H+=N2↑+6H2O
D. 电池工作时,电流由a电极沿导线流向b电极
【答案】C
【解析】
试题分析:A、b极上N元素的化合价降低,所以b是正极发生还原反应,故A错误;B、原电池中阳离子从负极移向正极,即H+由左室通过质子交换膜进入右室,故B错误;C、b极上N元素的化合价降低,b是正极,发生还原反应,电极反应式为:2NO3-+10e-+12H+═N2↑+6H2O,故C正确;D、原电池中电流从正极流向负极,电流由B电极沿导线流向A电极,故D错误;故选C。
考点:考查了化学电源新型电池的相关知识。
9.在给定环境中,下列各组离子一定大量共存的是
A. 甲基橙呈红色的溶液中:K+、Na+、S2-、AlO2-
B. =1×10-13mol·L-1的溶液中:NH4+、Ca2+、Cl-、NO3-
C. 常温下,在= 1×1012的溶液中:NH4+、CO32-、K+、Cl-
D. 常温下,水电离出c(OH—)=1×10—13 mol/L的溶液中:Na+、NH4+、HCO3-、NO3-
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲基橙显红色的溶液是一个强酸性的溶液,此溶液中S2-、AlO2-将不能大量存在,A项错误;
B.该溶液是一个强酸性溶液,此时所给的4种离子既不与氢离子反应,相互间也不反应,可以大量共存,B项正确;
C.该溶液是一个强酸性溶液,此时CO32-将不能大量存在,C项错误;
D.该溶液中水的电离受到抑制,可能是强酸性溶液,也可能是强碱性溶液,此时HCO3-均将不能大量存在,D项错误;
答案选B。
【点睛】对于离子共存类问题,要注意隐藏信息的挖掘。将题给的限制条件直接转化为对应的介质条件,如强酸、强碱、强氧化性等,并可直接代入离子组进行是否反应的校验。
10.下列各图示与对应的描述相符合的是
A. 图表示分别稀释pH=11的NaOH溶液和氨水时溶液pH的变化,图中b>a=100
B. 图表示某化学平衡的移动,在t1时改变的条件一定是加入催化剂
C. 图表示平衡2NO2(g)N2O4(g)在t1时迅速将体积缩小后c(N2O4)的变化
D. 图表示CH3COOH溶液中通入NH3至过量的过程中溶液导电性的变化
【答案】A
【解析】
A 、NaOH为强碱完全电离,稀释100倍,pH从11变到9,氨水为弱碱部分电离,稀释100倍时,在稀释过程中,氨水会继续电离出OH-,导致溶液中的OH-浓度大于NaOH溶液中的OH-,要使稀释后两者的OH-浓度仍相等,则氨水稀释的倍数要大于100倍,所以b>a=100,A正确;B、在t1时改变某个条件,反应速率增大,但是平衡不移动,可能是使用了催化剂,也可能是增大了压强,改变压强平衡不一定会移动,B错误;C、压缩体积,NO2和N2O4的浓度瞬间增大,同时平衡向气体体积缩小的方向移动,即往正方向移动,所以N2O4的浓度继续增大,而丙图中N2O4的浓度在减小,C错误;D、CH3COOH为弱电解质,导电能力弱,通入氨气后生成强电解质CH3COONH4,导电性增强,继续通入氨气,导电性仍然增强,D错误。正确答案为A。
点睛:本题易错点在对选项C的判断,压缩体积,反应物和生成物的浓度瞬间增大,但N2O4的浓度在瞬间增大后如何变化了?部分学生没有考虑平衡的移动,误认为N2O4的浓度在瞬间增大后然后减小而错选C,其实压缩体积相当于增压,反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡正向移动,N2O4的浓度会继续增大,直至达到平衡。
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题只有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该小题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
11. 下列有关说法正确的是
A. 若在海轮外壳上附着一些铜块,则可以减缓海轮外壳的腐蚀
B. 2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,则该反应的△H>0
C. 加热0.1mol/LNa2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大
D. 对于乙酸与乙醇的酯化反应(△H<0),加入少量浓硫酸并加热,该反应的反应速率和平衡常数均增大
【答案】C
【解析】
试题分析:A、铜的金属性弱于铁,与铁构成原电池时,铁是负极失去电子,加快铁腐蚀,A不正确;B、根据△G=△H-T·△S可知,2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)在常温下能自发进行,由于该反应的△S<0,则该反应的△H<0,B不正确;C、水解吸热,加热促进水解,溶液的碱性增强,因此,加热0.1mol/LNa2CO3溶液,CO32-的水解程度和溶液的pH均增大,C正确;D、正方应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,因此平衡常数减小,D不正确,答案选C。
考点:考查金属腐蚀、反应自发性、外界条件对水解平衡和反应速率以及平衡常数的影响
12.4-AFMF是一种探测物质的荧光素,其结构简式如下图。下列有关该物质的说法正确的是
A. 分子中三个苯环处于同一平面 B. 1 mol 4-AFMF 最多可与2molNaOH 反应
C. 在酸性条件下水解,水解产物只有1种 D. 能与溴水、FeCl3溶液及稀硫酸发生反应
【答案】CD
【解析】
A、连接三个苯环的碳为饱和碳,相当于甲烷中的碳,甲烷分子中最多三个原子共平面,苯环是一个平面结构,三个苯环不可能共平面,又根据碳碳单键可以转动,所以任意两个苯环和连接三个苯环的碳可以共平面,A错误。B、分子中有两个苯酚结构和一个酯基,可3molNaOH反应,B错误。C、该物质为环酯结构,水解后得到一种产物,C正确。D、有苯酚结构可与溴水发生取代、与FeCl3发生显色反应,酯基在酸性条件下发生水解生成酸与醇,D正确。正确答案为CD
点睛:原子共面、共线是有机化学中的一个难点,需要有较高的空间想象力。要做好此类题目需要掌握几类基本物质的空间结构:甲烷为正四面体结构,最多3个原子共平面;3个碳以上的饱和碳链为锯齿状,碳碳单键可以转动 ;乙烯为平面结构,键角为120度;乙炔为直线型分子,四个原子共直线;苯环为正六边形结构,对角线上的4个原子共直线;甲醛为平面三角形结构;利用以上基本结构,然后进行复杂结构的转动、替换可以解决问题。,
13.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
实验结论
A
室温下,物质的量浓度相同的Na2CO3溶液和NaCN溶液,Na2CO3溶液的pH大于NaCN溶液
酸性:HCN>H2CO3
B
将溴乙烷和NaOH的乙醇溶液混合加热,产生气体通入酸性KMnO4溶液,酸性KMnO4溶液褪色。
产生了乙烯
C
室温下,将pH相同的HA与HB的稀溶液分别加水稀释相同的倍数,所得溶液的pH:pH(HA)>pH(HB)
酸性:HA>HB
D
将蔗糖和硫酸的混合液加热,再向其中加入新制的Cu(OH)2悬浊液,加热煮沸,无砖红色沉淀
蔗糖未水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.由实验操作和现象得到的结论是HCN的酸性大于HCO3-的酸性,无法比较出HCN与H2CO3的酸性的强弱,A项错误;
B.产生的气体中还混有挥发出的大量的乙醇蒸气,而乙醇也可以使酸性高锰酸钾褪色,B项错误;
C.相同pH的一元酸,稀释相同的倍数,溶液pH越大,说明酸性越强,C项正确;
D.硫酸是蔗糖水解的催化剂,理论上并不消耗。硫酸能够将新制的氢氧化铜悬浊液直接溶解而至实验失败,所以要先加入NaOH溶液将水解液调至碱性,再加入新制的氢氧化铜悬浊液并加热至沸,方可观察到砖红色沉淀,D项错误;
答案选C。
14.室温下,下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A. 新制氯水中:c(H+)=c(HClO)+2c(ClO-)+c(OH-)
B. pH=8的NaClO2溶液中:c(Na+)>c(ClO2-)>c(OH-)>c(H+)
C. 0.1mol·L-1HCl溶液与0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液等体积混合pH>7:c(NH3·H2O)>c(Cl-)>c(NH4+)>c(OH-)
D. 0.1mol·L-1K2C2O4溶液与0.2 mol·L-1KHC2O4溶液等体积混合:4c(K+)=3[c(C2O42-)+c(HC2O4-)+c(H2C2O4) ]
【答案】AB
【解析】
【详解】A.氯气与水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO。新制氯水中电荷守恒有:c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(ClO-),依特殊的物料守恒有:c(Cl-)=c(HClO)+c(ClO-),代入电荷守恒的式子有:c(H+)=c(OH-)+c(HClO)+2c(ClO-),A项正确;
B.pH=8既直接说明了c(OH-)>c(H+),又说明了ClO2-发生了水解,所以有c(Na+)>c(ClO2-),B项正确;
C.相当于NH4Cl和NH3·H2O1:1混合,溶液显碱性则说明一水合氨的电离大于铵根离子的水解,所以该溶液中微粒浓度的大小关系为:c(NH4+)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+),C项错误;
D.相当于K2C2O4与KHC2O4以1:2的物质的量之比混合形成溶液,据物料守恒有:,选项所给的式子将4和3互换即正确,D项错误;
答案选AB。
【点睛】物料守恒表达的是由化学式或投料配比决定的固定的原子个数比。在氯水中的物料守恒比较特殊,是根据氯气与水反应的化学方程式中产物的配比关系得出的。
15.一定温度下,在三个容积均为2.0 L的恒容密闭容器中发生反应:2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g),各容器中起始物质的量浓度与反应温度如下表所示,反应过程中甲、丙容器中CO2的物质的量随间变化关系如下图所示。
容器
温度/℃
起始物质的量浓度/mol·L-1
NO(g)
CO(g)
N2
CO2
甲
T1
010
0.10
0
0
乙
T1
0
0
0.10
0.20
丙
T2
0.10
0.10
0
0
下列说法正确的是
A. 该反应的正反应为吸热反应
B. 乙容器中反应达到平衡时,N2的转化率大于40%
C. 达到平衡时,乙容器中的压强一定大于甲容器的2倍
D. 丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10mol NO和0.10mol CO2,此时v(正)>v(逆)
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由题图可知,甲先达到化学平衡状态,所以T1>T2,升高温度,平衡时CO2的物质的量减小,说明反应逆向进行,故该正反应为放热反应,A项错误;
B.T1℃时,甲容器中达到平衡状态时CO2的物质的量为0.1mol,
2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)
起始量 0.1 0.1 0 0
转化量 0.05 0.05 0.025 0.05
平衡量 0.05 0.05 0.025 0.05
则平衡常数 则乙容器中N2(g)+2CO2(g) 2NO(g)+2CO(g)的平衡常数为0.1;当N2的转化率为40%,此时转化的N2为0.04mol/L,依此算出其它物质的转化量:
N2(g)+2CO2(g) 2NO(g)+2CO(g)
起始量 0.10 0.20 0 0
转化量 0.04 0.08 0.08 0.08
剩余量 0.06 0.12 0.08 0.08
此时浓度商Qc=<0.1,所以反应继续向右进行,因此N2的转化率大于40%,B项正确;
C.从所给数据“凑一边”后可以看出,乙容器中的气体相当于甲容器中气体的2倍,由于是恒容容器,相当于恒压情况下达平衡后再压回原体积,由于增大压强时平衡向右移动,气体的物质的量减小,所以乙中压强小于甲容器的2倍,C项错误;
D.丙容器中反应达到平衡后,再充入0.10molNO和0.10molCO2,相当于增大压强,平衡正向移动,此时正反应速率大于逆反应速率,D项正确;
答案选BD。
【点睛】本题B项的分析,是将所给的转化率40%这一数据直接代入,来看反应是否达到平衡,并进一步判断反应进行的方向,从而判断转化率与40%的大小关系。
第Ⅱ(非选择题 共70分)
16.以硅孔雀石[主要成分为 CuCO3•Cu(OH)2、CuSiO3•2H2O,含 SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质]为原料制备CuCl2的工艺流程如下:
已知:SOCl2+H2O SO2↑+2HCl↑
(1)“酸浸”时盐酸与CuCO3•Cu(OH)2反应的化学方程式为________________,为提高“酸浸”时铜元素的浸出率,可以采取的措施有:①适当提高盐酸浓度;②适当提高反应温度;③_________;
(2)滤渣2的主要成分为___________(填化学式);
(3)“氧化”时发生反应的离子方程式为__________________________;
(4)试剂X的作用是调节溶液的pH,试剂X可以是_____;“调pH”时,pH不能过高,其原因是_______________;
A.CuSO4 B.Cu2(OH)2CO3 C.NaOH D.CuO
(5)“加热脱水”时,加入SOCl2的目的是____________________________________。
【答案】 (1). CuCO3•Cu(OH)2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O (2). 适当加快搅拌速率或适当延长酸浸时间或将硅孔雀石粉碎 (3). Fe(OH)3 (4). Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣ (5). BD (6). 防止Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀 (7). 生成的HCl抑制CuCl2的水解
【解析】
【分析】
硅孔雀石的主要成分为 CuCO3•Cu(OH)2、CuSiO3•2H2O,含 SiO2、FeCO3、Fe2O3等杂质,加入足量的盐酸酸浸后,滤渣1为SiO2和H2SiO3; 加入氯气将Fe2+氧化为Fe3+,调整pH将Fe3+变为Fe(OH)3而除去。
【详解】(1). “酸浸”时盐酸与CuCO3•Cu(OH)2反应的化学方程式为:CuCO3•Cu(OH)2+4HCl═2CuCl2+CO2↑+3H2O;为提高“酸浸”时铜元素的浸出率,可以采取的措施除了适当提高盐酸浓度、适当提高反应温度外,还可以适当加快搅拌速率或适当延长酸浸时间或将硅孔雀石粉碎等;
(2).滤渣2是 Fe(OH)3;
(3).氧化时,是利用Cl2将Fe2+氧化为Fe3+:Cl2+2Fe2+═2Fe3++2Cl﹣;
(4).试剂X的作用时调节溶液的pH,选择B、D项,是因为A项不能达到调整pH的目的,C项引入了Na+杂质,B、D项具有的共同特点是:能消耗H+,本身难溶而便于添加及后续除去,不引入新的杂质离子;
(5). 加热脱水时,加入SOCl2,是利用SOCl2水解提供HCl氛围,防止Cu2+转化为Cu(OH)2沉淀。
17.化合物H是合成抗心律失常药物泰达隆的一种中间体,可通过以下方法合成:
(1)D中的含氧官能团名称为_____________(写两种)。
(2)F→G的反应类型为_____________________。
(3)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式_________________。
①能发生银镜反应;②能发生水解反应,其水解产物之一能与FeCl3溶液发生显色反应;
③分子中只有4种不同化学环境的氢。
(4)E经还原得到F,E的分子式为C14H17O3N,写出E的结构简式_____________。
(5)G→H的反应方程式为______________________________________。
【答案】 (1). 酚羟基、羰基、酰胺键 (2). 消去反应 (3). 或或 (4). (5).
【解析】
【分析】
物质A中硝基被还原为氨基,得到物质B,物质B和乙酸酐反应,将氨基变成了酰胺键,得到物质C;物质C中甲氧基的邻位氢被取代,生成物质D;物质E在NaBH4作用下发生还原反应,生成F,应是结构中羰基被还原,所以对比D和F的结构可知E的结构简式为:;物质F发生消去反应,产生物质G,物质G中酰胺键经碱性条件下水解得到物质H。
【详解】(1).D中含氧官能团为:酚羟基、羰基、酰胺键,注意苯环通常不看作官能团,溴原子不是含氧官能团;
(2). 物质F变为物质G,失去了一分子水,产生了一个碳碳双键,所以发生的是消去反应;
(3).物质C的结构为:,除苯环外,只有一个不饱和度。能发生银镜反应,说明结构中有醛基,能发生水解反应,且水解产物之一能与FeCl3发生显色反应,说明结构中含甲酸酚酯基。除苯环、甲酸酚酯基外,还剩下2个碳和一个N,考虑对称性,2个碳应作为2个甲基来看,考虑对称性来满足有4种不同化环境的 氢,可得出满足条件的C的同分异构体可以是: 或或;
(4).除上述分析中通过比对F和D结构,反推出E的结构外,也可经分析可知,物质D变成E,就是溴原子和羟基H去掉,碳与氧对接成环: ;
(5).物质G变成物质H,就是酰胺键的碱性水解: ,注意生成乙酸钠及加热条件的标注。
18.实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+[(滴定时,1 mol (CH2)6N4H+与1 mol H+相当)],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ:称取样品1.500 g。
步骤Ⅱ:将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ:移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10 mL 20%的中性甲醛溶液,摇
匀、静置5 min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察__________________________。
A.滴定管内液面的变化 B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时的现象为_______________________________________________。
⑤滴定结束时俯视滴定管读数,则测得样品中氮的质量分数_____(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
⑵滴定结果如下表所示:
滴定次数
待测溶液的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前的刻度/mL
滴定后的刻度/mL
1
25.OO
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.2
25.02
若NaOH标准溶液的浓度为0.1000 mol·L-1,则该样品中氮的质量分数是多少?_____(写出解题过程)
【答案】 (1). 偏高 (2). 无影响 (3). B (4). 当最后一滴NaOH溶液滴入锥形瓶时,锥形瓶内溶液的颜色由无色突然变为红色,并保持30s不恢复 (5). 偏低 (6). 依据数据分析,V(NaOH)==20.00 mL;n(H+)=n(NaOH)=0.1000 mol·L-1×20.00×10-3L=2.000×10-3mol;n(N)=n(H+),该样品中氮的质量分数=×100%=18.67%
【解析】
【分析】
(1)①滴定管在水洗后要用待装液润洗,否则将对待装溶液进行稀释;
②实验目的是标定锥形瓶中溶质的量,加水对测定结果无影响;
③看滴定管内液面的变化,无法及时判断终点的到达;
④滴定终点的描述要规范化,半分钟不恢复一定要表达出来;
(2)计算前要先进行数据的有效化筛选,这也是做平行实验的目的所在。
【详解】(1). ①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准液进行滴定,由于滴定管内部附着有水分,将造成标准NaOH溶液的稀释,所以使用的NaOH溶液体积偏高,导致测定结果偏高;
②锥形瓶用蒸馏水洗净后无需干燥,残留少量水也无影响,在操作中我们也可以在锥形瓶中加一些水,以便于滴定过程中振荡;
③滴定时,应观察锥形瓶内溶液颜色的变化,以快速准确判断终点的到达;
④滴定终点现象规范化描述为:当最后一滴NaOH溶液滴入锥形瓶时,锥形瓶内溶液的颜色由无色突然变为浅红色,并保持30s不恢复;
⑤滴定结束时俯视读数,将使读数偏低,而导致用于计算的NaOH溶液的体积偏低,最终导致测定的氮的质量分数偏低;
(2). 分析表格中数据,发现三次实验耗用标准溶液的体积(mL)依次为:20.01、19.99、24.82,第3个数据偏差太多,为无效数据,舍去;前两个数据的平均值为20.00mL。
n(H+)=n(NaOH)=0.1000 mol·L-1×20.00×10-3L=2.000×10-3mol;
n(N)=n(H+),该样品中氮的质量分数=×100%=18.67%。
【点睛】碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准液进行滴定,由于滴定管内壁附着有少量水分,将会造成对标准NaOH溶液的稀释,所以滴定时会造成NaOH溶液的使用体积偏大,使计算出的(CH2)6N4H+偏高,最终使测得的含氮量偏高。
19.研究电解质在水溶液中的平衡能了解它的存在形式。
(1)常温下,向100mL0.01mol•L-1HA的溶液中逐滴加入0.02mol•L-1MOH溶液,所得溶液的pH随MOH溶液的体积变化如图所示(溶液体积变化忽略不计)。
①常温下,0.01mol•L-1HA溶液中由水电离出的c(H+)=______mol•L-1。
②常温下一定浓度的MA稀溶液的pH=a,则a__7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因为_______________________________________;
③X点时,溶液中c(H+)、c(M+)、c(A—)由大到小的顺序是___________________;
④K点时,溶液中c(H+)+c(M+)—c(OH—)=____mol•L-1。
⑵20℃时,在c(H2C2O4)+c(HC2O4—)+c(C2O42—)=0.100mol•L—1的H2C2O4、NaOH混合溶液中,H2C2O4、HC2O4-、C2O42-的物质的量分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。
①Q点:c(H2C2O4)______c(HC2O4—)(填“>”、“<”或“=”)
②该温度下HC2O4-的电离常数K=___________________。
【答案】 (1). 1×10—12 (2). < (3). M++H2O⇌H++MOH (4). c(A—)>c(H+)>c(M+) (5). 0.005 (6). < (7). 1×10—4.2
【解析】
【分析】
(1)①在滴加碱液前0.01mol•L-1HA的溶液pH=2,说明HA是强酸,强酸中的OH-完全由水电离提供;
②从图中看出,加入MOH溶液51mL溶液才呈中性,说明MOH是弱碱。如果MOH是强碱,中和至中性时需要MOH的体积应刚好为50mL。所以MA是强酸弱碱盐,其水解使溶液显碱性;
③通过计算和估算得出数值,直接进行浓度大小的比较;
④K点时,相当于MA和MOH以1:1混合。据电荷守恒进行计算。
⑵①从图可以Q点是H2C2O4和C2O42-两微粒的交点,从图上明显看出HC2O4-物质的量分数大,折算成浓度也有:c(H2C2O4)
【详解】(1)①在滴加碱液前0.01mol•L-1HA的溶液pH=2,说明HA是强酸;强酸溶液中的OH-全部由水电离提供,所以常温下,0.01mol•L-1HA溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12mol•L-1;
②从图中看出,加入MOH溶液51mL溶液才呈中性,说明MOH是弱碱。如果MOH是强碱,中和至中性时需要MOH的体积应刚好为50mL。所以MA是强酸弱碱盐,其水解使溶液显碱性,所以MA溶液的pH>7,水解的离子方程式为:M++H2OMOH+H+;
③X点时可看作酸被中和掉约一半的点,相当于HA和MA以1:1时混合,此时c(A-)=0.008mol/L,M+水解是很微弱的,所以c(M+)≈0.004mol/L,此时c(H+)比0.01mol/L略小一点点,因此该溶液中离子浓度由大到小的顺序:c(A-)> c(H+)>c(M+);
④K点时,相当于MA和MOH以1:1混合。据电荷守恒有:c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),变形得:c(H+)+c(M+)-c(OH-)=c(A-)==0.005mol/L;
(2)①从图可以Q点是H2C2O4和C2O42-两微粒的交点,从图上明显看出c(H2C2O4)
20.氨是化学实验室及化工生产中的重要物质,应用广泛。
(1)已知25℃时:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+183kJ/mol,2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6 kJ/mol,4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H=﹣1164.4kJ/mol,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=____________ ;
(2)在恒温恒容密闭容器中进行合成氨反应,起始投料时各物质浓度如下表:
N2
H2
NH3
投料Ⅰ
1.0mol/L
3.0mol/L
0
投料Ⅱ
1.0mol/L
2mol/L
1.0mol/L
①按投料Ⅰ进行反应,测得达到化学平衡时化学平衡常数为0.1,则该温度下合成氨反应的平衡常数表达式为_____;
②按投料Ⅱ进行反应,起始时反应进行的方向为_____________(填“正向”或“逆向”);
③若该反应在一恒温、恒容密闭容器内进行,判断反应达到平衡状态的标志是____;
a.NH3是N2浓度的2倍b.容器中气体的压强不再改变c.2v(NH3)正=v(N2)逆d.容器中混合气体的密度不再改变e.容器中N2、H2、NH3物质的量之比为1:3:2f.混合气体平均相对分子质量保持不变
④若升高温度,则合成氨反应的化学平衡常数_______(填“变大”、“变小”或“不变”);
⑤L(L1、L2)、X可分别代表压强或温度。如图表示L一定时,合成氨反应中H2(g)的平衡转化率随X的变化关系;
ⅰ)X代表的物理量是_________________;
ⅱ)判断L1、L2的大小关系,L1__________L2.(填“>”“<”或“=”)
⑶电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量,其工作原理示意如图:
①电极b上发生的是____________反应(填“氧化”或“还原”)。
②写出电极a的电极反应式:________________________。
【答案】 (1). ﹣92.2kJ/mol (2). (3). 逆向 (4). bf (5). 变小 (6). 温度 (7). < (8). 还原 (9). 2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O
【解析】
【分析】
(1)利用盖斯定律对热化学方程式直接进行加减;
(2)①依化学平衡常数的定义可写出其表达式;
②利用浓度商与化学平衡常数的数值大小比较来判断反应进行的方向;
③判断反应达平衡状态主要有两个判断:一是正、逆反应速率相等,二是变量不变;
④化学平衡常数是温度的函数,正向放热,温度升高,平衡常数减小;
⑤紧扣合成氨反应的特点,结合题图进行分析。
⑶从价态变化容易看出,电极a为负极,发生氧化反应,电极b为正极,发生还原反应。注意题给的是碱性介质。
【详解】(1) 已知25℃时:N2(g)+O2(g)2NO(g)△H=+183kJ/mol①,
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6 kJ/mol②,
4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H=﹣1164.4kJ/mol③,
根据盖斯定律,将①+②×-×③得:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
△H=+183-571.6×+×1164.4=-92.2kJ/mol;
(2)①合成氨反应为: N2(g)+3H2(g)2NH3(g),该反应的化学平衡常数表达式为:;
②投料II对应的化学平衡常数仍为0.1,对应的浓度商>0.1,所以化学反应向逆反应方向进行;
③化学平衡建立时,正、逆反应速率相等,变量不变
a项错误,平衡时浓度是不变而不是相等,也不是成比例;
b项正确,这是一个正向气体分子数减小的反应,反应过程中压强是一个变量,变量不变,说明该反应达到平衡;
c项错误,2应改为;
d项错误,密度始终不变;
e项错误,平衡时是浓度不变,不是相等,也不是成比例;
f正确,反应正向进行时,平均相对分子质量在增大,变量不变,说明该反应达平衡;
④该反应正向放热,温度升高,平衡左移,化学平衡常数要变小;
⑤合成氨反应是一个正向气体分子总数减小的放热反应。升温,反应物转化率降低,加压,反应物转化率提高。题图给的随着X的增大,H2的平衡转化率减小,显然X代表的是温度。题图中L则代表了压强,压强越大,H2转化率越高,所以L2对应的压强高。
(3)①电极b上氧元素由0价变为-2价,价态降低,发生了还原反应;
②电极a上NH3失电子,变成N2,所给的介质为强碱性,电极反应式为:2NH3﹣6e﹣+6OH﹣=N2+6H2O。
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