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【化学】吉林省长春市第151中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题(解析版)
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吉林省长春市第151中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题
一、单项选择(每题3分)
1.下列说法不正确的是( )
A. 对于吸热反应,反应物所具有总能量低于生成物所具有的总能量
B. 任何放热反应在常温条件一定能发生反应
C. 原电池反应一定是氧化还原反应
D. 元素由化合态变成游离态时,它可能被氧化,也可能被还原
【答案】B
【解析】
【详解】A. 对于吸热反应,反应过程中需要从外界吸收能量,故反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,A正确;
B.如氢气和氧气反应生成水,是放热的,但是需要加热才能进行,因此放热反应常温下不一定能够发生,B错误;
C. 原电池将化学能转化为电能,有电子的转移,一定为自发的氧化还原反应,C正确;
D. 当元素在化合物中显负价时,变为游离态被氧化,当元素在化合物中显正价时,变为游离态时被还原,D正确;
故答案选B。
2.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是( )
A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2
B. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2
C. C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2
D. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)ΔH2
【答案】C
【解析】
【详解】A、生成液态水比生成气态水放出的热量多,故ΔH1<ΔH2;
B、气态硫参加反应时比固态硫放出的热量多,则ΔH1<ΔH2;
C、生成CO时比生成CO2放出的热量少,ΔH1>ΔH2;
D、ΔH1=2ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2;
答案选C。
3.某温度下,在固定容积的容器中,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡,此时测得n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1。若保持温度不变,以n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1的比例向该容器中再充入A、B和C,下列叙述正确的是( )
A. 刚充入时反应速率υ正减少,υ逆增大 B. 平衡不发生移动
C. 平衡向正反应方向移动,A的物质的量浓度减小 D. 物质C的质量分数增大
【答案】D
【解析】
【分析】从等效平衡的角度分析,达到平衡,此时测得n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1,若保持温度不变,以n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1的比例向该容器中再充入A、B和C,相当于在原来的基础上缩小体积,增大压强,根据压强对平衡移动的影响判断。
【详解】从等效平衡的角度分析,达到平衡,此时测得n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1,若保持温度不变,以n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1的比例向该容器中再充入A、B和C,相当于在原来的基础上缩小体积,增大压强,
A、刚充入时反应速率υ正增大,υ逆增大,故A错误;
B、增大压强,平衡向正反应方向移动,故B错误;
C、增大压强,平衡向正反应方向移动,但根据勒夏特列原理,A的物质的量浓度比原来要大,故C错误;
D、增大压强,平衡向正反应方向移动,增加了C的物质的量,物质C的质量分数增大,故D正确。
所以D选项是正确的。
4.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响,图像如下,下列判断正确的是( )
A. 由图a可知,T1>T2,该反应的逆反应为吸热反应
B. 由图b可知,该反应m+n C. 图c是绝热条件下速率和时间图像,由此说明该反应吸热
D. 图d中,若m+n=p,则曲线a一定增大了压强
【答案】A
【解析】
【详解】A. 由图a可知,T1时达到平衡所需时间短,则T1>T2,因温度越高,C%越低,说明升温平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,故A正确;
B. 由图b可知,C%随着压强的增大而增大,说明加压后平衡正向移动,正反应为气体分子数目减小的反应,则该反应m+n>p,故B错误;
C.由图c可知,随着反应的时行,反应的速率先增大后减小,说明开始由于反应放热导致温度升高,此时温度对化学反应速率的影响较大,化学反应速率加快,而后由于反应物的浓度减小,体系的温度变化不明显,从而化学反应速率逐渐减小,所以该反应的正反应为放热反应,故C错误;
D. 由图d可知,曲线a较曲线b达到平衡的时间短,反应速率较快,最终的平衡状态是相同的,当m+n=p时,曲线a相对曲线b可能为加压或加入催化剂,故D错误;
答案选A。
5.用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 温度:T1>T2>T3
B. 正反应速率:v(a)>v(c), v(b)>v(d)
C. 平衡常数:K(a)>K(c),K(b)=K(d)
D. 平均摩尔质量:M(a)
【答案】C
【解析】
【分析】CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,该反应为放热反应,在压强相同时,温度越低,CO的转化率越大,以此分析解答。
【详解】A项,该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,则T1
B项,由图可知,a、c两点压强相同,平衡时a点CO转化率更高,该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,所以温度T1
C项,由图可知,a、c两点压强相同,平衡时a点CO转化率更高,该反应为放热反应,所以温度T1
D项,CO转化率的越大,n总越小,由M=m/n可知,a点n总小,则M(a)>M(c),M(b)>M(d),故D项错误。
综上所述,本题正确答案为C。
6. 下列有关“化学与生活”的叙述不正确的是( )
A. 凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害
B. 使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服,肥皂去污能力减弱
C. 施肥时,农家肥草木灰(有效成分K2CO3)不能与氮肥NH4Cl混合使用
D. 在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,可防止食物受潮、氧化变质
【答案】A
【解析】试题分析:A、适量合理的使用食品添加剂对人体健康无害,错误;B、钙离子能与硬脂酸钠结合生成沉淀,因此使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服,肥皂去污能力减弱,正确;C、碳酸钾溶液因为碳酸根离子水解而使溶液呈碱性,而铵根离子水解使溶液呈酸性,二者混合使用会发生双水解生成氨气,造成N元素的流失,正确;D、在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,硅胶(具有吸湿性)能吸收水分,铁是较活泼的金属,具有还原性,能防止食品被氧化,正确。
7.下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是( )
A. H+ B. OH- C. S2- D. Na+
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入氢离子,水中氢离子浓度增大,抑制了水的电离,故A不选;B.加入氢氧根离子,水中氢氧根离子浓度增大,抑制了水的电离,故B不选;C.加入硫离子,硫离子结合水电离的氢离子,氢离子浓度减小,促进了水的电离,故C不选;D.加入钠离子,钠离子不水解,不影响水的电离平衡,故D选;故选D。
8.在25℃、100 kPa时,已知:
①2H2O(g) = O2(g)+2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)+H2(g) = 2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g) = 4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2间的关系正确的是 ( )
A. ΔH3 = ΔH1+2ΔH2 B. ΔH3 = ΔH1+ΔH2
C. ΔH3 = ΔH1—2ΔH2 D. ΔH3 = ΔH1—ΔH2
【答案】A
【解析】
【详解】已知:2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1 ①
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2 ②
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3 ③
根据盖斯定律,将反应①+反应②×2即可求得反应③,因此有ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
答案选A。
9.在恒容密闭容器中通入X并发生反应2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A. M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
B. T2下在0—t1min时间内v(Y)=a-b/t1mol·L-1·min-1
C. 该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
D. M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
【答案】A
【解析】
【分析】本题主要考查化学平衡图像及其相关数据计算。由图可知,温度为T1先到达平衡,所以T1>T2,温度越高,平衡时X的物质的量浓度越大,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。
A.温度越高反应速率越大。
B.根据图中X的浓度变化求出Y的浓度变化,再求反应速率。
C.根据图象判断参加反应的X的量的多少,反应的X越多,放热越多。
D.M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡比较,根据压强对平衡的影响分析.
【详解】A.由上述分析可知T1>T2,M点温度高于N点温度,且N点反应没有达到平衡状态,此时反应向正反应方向进行,即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率,因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,正确;B. T2下,在0~t1时间内,X的浓度变化为:c(X)=(a-b)mol/L,则Y的浓度变化为c(Y)=,所以,错误;C.进行到M点X的转化率较W点低,由于正向是放热反应,所以反应进行到M点放出的热量较N点放出的热量少,错误;D. M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡比较,压强增大,增大压强平衡正移,则X的转化率增大,所以M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率增大,错误。
10.在1.0 L恒容密闭容器中放入0.10 mol X,在一定温度下发生反应:X(g)Y(g)+Z(g) ΔH<0,容器内气体总压强p随反应时间t的变化关系如图所示。以下分析正确的是 ( )
A. 该温度下此反应的平衡常数K=3.2
B. 从反应开始到t1时的平均反应速率v(X)=0.2/t1 mol·L-1·min-1
C. 欲提高平衡体系中Y的百分含量,可加入一定量的X
D. 其他条件不变,再充入0.1 mol气体X,平衡正向移动,X的转化率减少
【答案】D
【解析】
【分析】X(g)Y(g)+Z(g)
开始 0.1 0 0
变化 b b b
t1min末 0.1-b b b
根据压强比等于物质的量比, ,b=0.04;
X(g)Y(g)+Z(g)
开始 0.1 0 0
转化 a a a
平衡 0.1-a a a
根据压强比等于物质的量比, ,a=0.08。
【详解】A. 该温度下此反应的平衡常数K= 0.32,故A错误;
B. 从反应开始到t1时的平均反应速率v(X) =0.04/t1 mol·L-1·min-1,故B错误;
C.向体现中加入一定量的X,相当于加压,Y的百分含量减小,故C错误;
D. 其他条件不变,再充入0.1 mol气体X,平衡正向移动, 但对于X的转化率,相当于加压,X的转化率减少,故D正确。
11.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=c(CO2) c(H2)/(CO) c(H2O),在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为:
下列有关叙述不正确的是( )
A. 该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
B. 上述反应的正反应是放热反应
C. 如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO为0.4 mol时,该反应为平衡状态
D. 某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式: c(CO2)/3(CO)=c(H2O)/5 c(H2),判断此时的温度1000℃
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据平衡常数表达式是生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到化学方程式式为K=c(CO2)c(H2)/(CO)c(H2O),化学方程式为: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),故A正确;B、分析图表数据,平衡常数随温度升高减小,说明升温平衡逆向进行逆向是吸热反应,正反应是放热反应,故B确;C、根据化学平衡三段式列式计算浓度商和平衡常数比较分析,若在一定体积的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol ,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO2为0.4 mol时,
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡量(mol) 0.6 0.6 0.4 0.4
反应前后气体物质的量不变,可以用其他物质的量代替平衡浓度计算,Q=0.40.4/0.60.6=0.44
12.在2L恒容密闭容器中投入足量M(s)和一定量的R(g),发生反应为M(s)+R(g)X(g)+Y(g) △H;所得实验数据如表所示:
实验
温度/℃
起始时R的物质的量/mol
平衡时气体总物质的量/mol
①
300
2.00
2.80
②
400
2.00
3.00
③
400
4.00
a
下列推断正确的是( )
A. 上述反应中,△H<0
B. 实验②中,该反应的平衡常数K=0.5
C. 实验①经4min达到平衡,0~4 min内υ(X)=0.2mol·L-1·min-1
D. 实验③中a=6.00
【答案】B
【解析】
【详解】A.从表中数据分析,温度升高,平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,故错误;
B. M(s)+R(g)X(g)+Y(g)
起始 2 0 0
改变 x x x
平衡 2-x x x
则有2-x+x+x=3 解x=1,平衡常数为,故正确;
C. M(s)+R(g)X(g)+Y(g)
起始 2 0 0
改变 x x x
平衡 2-x x x 则有2-x+x+x=2.8 解x=0.8,υ(X)==0.1mol·L-1·min-1,故错误;
D. 实验③中起始加入量是②的2倍,相对于②的2倍后加压,平衡逆向移动,则a小于6.00mol,故错误。
故选B。
13.下列叙述正确的是( )
A. 尽管BaSO4难溶于水,但它仍然是强电解质
B. 溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
C. NaCl溶液在电流的作用下电离为钠离子和氯离子
D. 二氧化碳溶于水后能部分电离,所以二氧化碳是弱电解质
【答案】A
【解析】
【分析】A. 强电解质指在水溶液中或熔融状态下,能完全电离;
B. 硫酸氢钠也能电离出氢离子;
C. 电离不需要通电;
D.电解质的电离必须是自身电离;
【详解】A. 强电解质指在水溶液中或熔融状态下,能完全电离,硫酸钡属于强电解质,虽在水溶液中很难溶解,但溶于水的部分能完全电离,故A正确;
B.硫酸氢钠是盐,但在水中能电离出氢离子,故B错误;
C. 氯化钠溶液在水分子的作用下电离成钠离子和氯离子,无须通电,通电是电解氯化钠溶液,产物为氢氧化钠和氢气和氯气,故C错误;
D.二氧化碳溶于水后,能和水反应生成碳酸,碳酸能电离出自由移动的阴阳离子,但电离出阴阳离子的是碳酸,不是二氧化碳,所以二氧化碳是非电解质,故D错误;
综上所述,本题选A。
14.已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中值增大,可以采取的措施是( )
A. 加少量烧碱 B. 降低温度 C. 加少量冰醋酸 D. 加水
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入少量烧碱溶液,反应生成CH3COONa,c(CH3COO-)增大,则c(H+)/c(CH3COOH)=Ka/c(CH3COO-)减小,故A错误;
B.醋酸的电离是吸热反应,降低温度,抑制醋酸电离,平衡向逆反应方向移动,c(H+)减小,c(CH3COOH)增大,则c(H+)/c(CH3COOH)值减小,故B错误;
C.加入少量冰醋酸,醋酸浓度增大,弱电解质的浓度越大,电离程度越小,增多的醋酸电离分子个数远远小于加入醋酸分子个数,则c(H+)/c(CH3COOH)值减小,故C错误;
D.加水稀释促进醋酸电离,则氢离子的物质的量增大,醋酸分子的物质的量减小,溶液体积相同,所以溶中c(H+)/c(CH3COOH)值增大,故D正确;
故选D。
15.相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( )
A. pH相等的两溶液中:c(CH3COOˉ)=c(Clˉ)
B. 分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C. 相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D. 相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COOˉ)=c(Clˉ)
【答案】A
【解析】
【详解】A、在pH相等的两种溶液中,氢离子的浓度相同,根据溶液中电荷守恒可知阴离子浓度相等,即c(CH3COO-)=c(Cl-),故A正确;
B、醋酸为弱酸,是弱电解质只能部分电离,与pH相同的强酸溶液比起来,与其他物质反应时,可以持续电离出氢离子,平衡右移,所以醋酸消耗的氢氧化钠的量要更多一些,故B错误;
C、反应刚开始时,醋酸弱酸部分电离,与同等浓度的强酸比较,反应速率会慢一些,故C错误;
D、当醋酸恰好与NaOH反应时,弱酸根水解呈现出碱性,应为c(CH3COO-)<c(Cl-),故D错误。
综上所述,本题的正确答案为A。
16.下列关于纯净物,混合物,强电解质,弱电解质和非电解质的正确组合是( )
纯净物
混合物
强电解质
弱电解质
非电解质
A
纯盐酸
水煤气
硫酸
醋酸
干冰
B
冰醋酸
空气
硫酸钡
亚硫酸
二氧化硫
C
氯气
盐酸
苛性钠
氢硫酸
碳酸钙
D
漂白粉
氨水
氯化钠
次氯酸
氯气
【答案】B
【解析】试题分析:A.纯盐酸、水煤气、硫酸、醋酸、干冰分别属于混合物、混合物、强电解质、弱电解质,非电解质,故A错误;B.冰醋酸、空气、硫酸钡、亚硫酸、二氧化硫分别属于纯净物、混合物、强电解质、弱电解质,非电解质,故B正确;C.碳酸钙属于强电解质,故C错误;D.漂白粉是氯化钙和次氯酸钙混合物,故D错误;故选B。
17.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A. 表示向NH3·H2O溶液中逐步加入NH4Cl固体后,溶液pH的变化
B. 表示向NH3·H2O溶液中加水时溶液的导电性变化,则NH3·H2O溶液的pH:b>a
C. 表示等量A在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2A(g)B(g)+C(g),相同时间后测得A含量的曲线,则该反应的△H<0
D. 表示催化剂能改变化学反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大铵根离子的浓度会抑制氨水的电离,但是平衡移动程度不大,所以氨水溶液中逐步加入氯化铵固体后,溶液的pH不 可能接近7 ,故错误;
B.溶液中的离子浓度越大,溶液的导电性越强,途中a点导电性,所以a点的氢氧根离子浓度大,即a点pH大,故错误;
C.由图可知,反应平衡后升温A的含量增大,平衡逆向移动,正反应为放热反应,故正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,对焓变无影响,焓变由反应物与生成的焓值差决定,故错误。
故选C。
18. 一定温度下,取pH=12的NaOH溶液和氨水各10 mL,分别用蒸馏水冲稀至1 L。关于稀释后的溶液的pH的说法正确的是( )
A. NaOH溶液的pH小于氨水的pH B. NaOH溶液的pH大于氨水的pH
C. 两溶液的pH相等 D. 无法判别两溶液pH的相对大小
【答案】A
【解析】试题分析:氢氧化钠是强电解质,氨水是弱碱,稀释促进一水合氨的电离,因此在pH相同的条件下稀释相同倍数后NaOH溶液的pH小于氨水的pH,A正确;B、C、D错误,答案选A。
19.室温下某溶液中由水电离产生的c(H+)等于10-10mol·L-1,该溶液的溶质不可能是( )
A. NaHSO4 B. NaCl C. HCl D. Ba(OH)2
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫酸氢钠能电离出氢离子,抑制水的电离,故可能是硫酸氢钠;
B.氯化钠对水的电离无影响,故符合题意;
C.盐酸抑制水的电离,故不符合题意;
D.氢氧化钡电离出氢氧根离子,抑制水的电离,不符合题意。
故选B。
20.等体积等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸体积分别为V1、V2、V3,三者的大小关系正确是( )
A. V1=V2= V3 B. V1=V2﹤V3 C. V1
【答案】B
【解析】
【分析】pH相同,说明溶液中c(OH-)相同,NH3·H2O为弱碱,其余为强碱,即NH3·H2O的浓度最大。
【详解】Ba(OH)2、NaOH为强碱,pH相同说明c(OH-)相同,与等浓度的盐酸恰好中和,消耗的盐酸的体积相等,即V1=V2,NH3·H2O为弱碱,相同pH时,c(NH3·H2O)>c(NaOH),即相同体积时,NH3·H2O消耗的盐酸的体积大于NaOH消耗盐酸的体积,消耗盐酸体积的顺序是V3>V1=V2,故选项B正确。
二、填空题
21.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验。请回答相关问题。
(1)定性分析:如图1可通过观察 ,定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为0.05 mol/L Fe2(SO4)3更为合理,其理由是 。
(2)定量分析:如图2所示,实验时均生成40 mL气体,其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示。
①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式 。
②实验时放出气体的总体积是 mL。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为: > > > 。
解释反应速率变化的原因 。
④H2O2的初始物质的量浓度是 (请保留两位有效数字)。
【答案】(1)产生气泡的快慢(1分);消除阴离子不同对实验的干扰(1分)
(2)产生40 mL气体所需的时间(1分)
(3)①2H2O22H2O+O2↑(1分) ②60(1分)
③D C B A(1分);随着反应的进行,H2O2浓度减小,反应速率减慢(1分)
④0.11 mol/L(1分)
【解析】试题分析:⑴该反应中产生气体,所以可根据生成气泡的快慢判断;氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同,无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用;硫酸钠和硫酸铜阴离子相同,可以消除阴离子不同对实验的干扰,答案为:两支试管中产生气泡的快慢;消除阴离子不同对实验的干扰;
⑵仪器名称分液漏斗,检查气密性的方法:关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向外拉出一段,过一会后看其是否回到原位;该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的,所以根据v=知,需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间,答案为:分液漏斗,关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向外拉出一段,过一会后看其是否回到原位;产生40ml气体所需要的时间。
⑶从曲线的斜率可排知,反应速率越来越小,因为反应速率与反应物浓度成正比,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小;
)①在二氧化锰作催化剂条件下,双氧水分解生成水和氧气,反应方程式为:2H2O22H2O+O2↑;
②根据图象知,第4分钟时,随着时间的推移,气体体积不变,所以实验时放出气体的总体积是60 mL;
③根据图象结合v=知,A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D>C>B>A;
反应速率与反应物浓度成正比,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小,
④设双氧水的物质的量为x,
2H2O22H2O+O2↑
2mol 22.4L
x 0.06L
x==0.0054mol,
所以其物质的量浓度=="0.11" mol·L-1,故答案为:0.11 mol·L-1.
22.能源问题是人类社会面临的重大课题。甲醇是未来重要的绿色能源之一。
(1)已知:在25℃、101kPa下,1mol甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热890.31kJ。请写出甲烷燃烧热的热化学方程式__________。
(2)由CO2和H2合成甲醇的化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g).在其他条件不变的情况下,实验测得温度对反应的影响如下图所示(注:T1、T2均大300℃) 。
①合成甲醇反应的△H__________(填“>”、“<”或“=”)0。
②平衡常数的表达式为:__________。温度为T2时的平衡常数__________(填“>”、“<”或“=”)温度为T1时的平衡常数。
【答案】(1). CH4 (g)+ 2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ/mol (2). < (3). (4). <
【解析】
【分析】(1)甲烷燃烧热是1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,依据热化学方程式书写方法标注聚集状态和对应焓变;(2) ①根据 “先拐先平”,可知T1
【详解】(1)甲烷燃烧热是1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,由题中信息可知,甲烷燃烧热的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.31kJ/mol;(2) ①根据 “先拐先平”,可知T1
23.工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:
CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0
(1)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入5mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况.反应第10分钟达到平衡,从反应开始到平衡,用H2表示平均反应速率v(H2)=______。
(2)图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A______C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A______C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”)。
(3)恒容条件下,下列措施中能使减小的有______
A.升高温度 B.充入He气 C.再充入2molCO和5molH2 D.使用催化剂
【答案】(1). 0.15mol·L-1·min-1 (2). < (3). = (4). 升温 (5). A
【解析】
【详解】(1)由图1可知,起始时CO为2mol,反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,10min时达到平衡,则用CO表示的化学反应速率为=0.075mol•L-1•min-1, 因反应速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=0.075mol•L-1•min-1×2=0.15mol•L-1•min-1;故答案为:0.15mol•L-1•min-1;
(2)压强越大化学反应速率越大,压强A<C,所以反应速率A<C;
化学平衡常数只与温度有关,A、C点温度相同所以化学平衡常数相对;相同压强下,温度从T1到T2,氢气体积分数增大平衡逆向移动,正反应是放热反应,平衡向吸热方向移动,说明T1<T2;由B到A采用升温方法,故答案为:<;=;升温;
(3)A.该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO)减小,故A正确;B.充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故B错误;C.再充入2molCO和5molH2,相当于对原平衡加压,平衡正向移动,n(CH3OH)/n(CO)增大,故C错误;D.使用催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故D错误;故答案为:A。
24.在80℃时,将0.40 mol的四氧化二氮气体充入2 L的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)/mol·L-1
0.20
a
0.10
c
d
e
c(NO2)/mol·L-1
0.00
0.12
0.20
0.20
0.20
0.20
(1)该反应的化学方程式为________________________。
(2)该反应在0~20 s内N2O4的平均反应速率为____________。
(3)在80℃时该反应的平衡常数K值为______________。
(4)在20s时,浓度熵Qc_________(填“>”、“<”或“=”)平衡常数K。
【答案】(1). N2O42NO2 (2). 0.003 mol·L-1·s-1 (3). 0.4 (4). <
【解析】
【详解】(1)将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,反应的化学方程式为N2O42NO2,故答案为:N2O42NO2;
(2)进行到20s,N2O42NO2
起始量(mol) 0.4 0
变化量(mol) 0.12 0.24
20s末(mol) 028 0.24
20s时,N2O4的浓度==0.14mol/L;0~20s内N2O4的平均反应速率==0.003mol/(L•s),故答案为:0.003mol/(L•s);
(3)N2O4⇌2NO2,平衡常数K=,80°C平衡状态和40s是相同平衡状态,平衡浓度c(NO2)=0.20mol/L,c(N2O4)=0.10mol/L;平衡常数K=═=0.4mol/L,故答案为:0.4;
(4)在20s时,未建立平衡,正反应速率大于逆反应速率,此时浓度熵Qc<平衡常数K,故答案为:<。
25.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积常数
1×10-14
α
1×10-12
试回答以下问题:
(1)若25<t1<t2,则α__(填“<”“>”或“=”)1×10-14,作出此判断的理由是___。
(2)25℃下,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4mol·L-1,取该溶液1mL,加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=___。
(3)t2℃下,将pH=11的苛性钠溶液V1L与pH=1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=___。
【答案】 (1). > (2). 升高温度,水的电离程度增大,离子积增大 (3). 1000∶1 (4). 9∶11
【解析】
【详解】(1).水的电离是吸热的,所以升温促进水的电离,电离平衡常数增大,即α>1×10-14;
(2) Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4mol·L-1,则钠离子浓度为10-3 mol·L-1,加水稀释,钠离子浓度变为10-4 mol·L-1,溶液中的氢氧根离子浓度为10-7 mol·L-1,二者比例为10-4:10-7=1000∶1;
(3) t2℃下,将pH=11的苛性钠溶液V1L氢氧根离子浓度为10-1 mol·L-1,与pH=1的稀硫酸V2L中氢离子浓度为10-1 mol·L-1,混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2 ,则有,解V1:V2=9∶11。
一、单项选择(每题3分)
1.下列说法不正确的是( )
A. 对于吸热反应,反应物所具有总能量低于生成物所具有的总能量
B. 任何放热反应在常温条件一定能发生反应
C. 原电池反应一定是氧化还原反应
D. 元素由化合态变成游离态时,它可能被氧化,也可能被还原
【答案】B
【解析】
【详解】A. 对于吸热反应,反应过程中需要从外界吸收能量,故反应物所具有的总能量低于生成物所具有的总能量,A正确;
B.如氢气和氧气反应生成水,是放热的,但是需要加热才能进行,因此放热反应常温下不一定能够发生,B错误;
C. 原电池将化学能转化为电能,有电子的转移,一定为自发的氧化还原反应,C正确;
D. 当元素在化合物中显负价时,变为游离态被氧化,当元素在化合物中显正价时,变为游离态时被还原,D正确;
故答案选B。
2.在同温同压下,下列各组热化学方程式中,ΔH1>ΔH2的是( )
A. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH12H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2
B. S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH1S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH2
C. C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH1C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH2
D. H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)ΔH11/2H2(g)+1/2Cl2(g)=HCl(g)ΔH2
【答案】C
【解析】
【详解】A、生成液态水比生成气态水放出的热量多,故ΔH1<ΔH2;
B、气态硫参加反应时比固态硫放出的热量多,则ΔH1<ΔH2;
C、生成CO时比生成CO2放出的热量少,ΔH1>ΔH2;
D、ΔH1=2ΔH2<0,即ΔH1<ΔH2;
答案选C。
3.某温度下,在固定容积的容器中,可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)达到平衡,此时测得n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1。若保持温度不变,以n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1的比例向该容器中再充入A、B和C,下列叙述正确的是( )
A. 刚充入时反应速率υ正减少,υ逆增大 B. 平衡不发生移动
C. 平衡向正反应方向移动,A的物质的量浓度减小 D. 物质C的质量分数增大
【答案】D
【解析】
【分析】从等效平衡的角度分析,达到平衡,此时测得n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1,若保持温度不变,以n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1的比例向该容器中再充入A、B和C,相当于在原来的基础上缩小体积,增大压强,根据压强对平衡移动的影响判断。
【详解】从等效平衡的角度分析,达到平衡,此时测得n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1,若保持温度不变,以n(A)∶n(B)∶n(C)=2∶2∶1的比例向该容器中再充入A、B和C,相当于在原来的基础上缩小体积,增大压强,
A、刚充入时反应速率υ正增大,υ逆增大,故A错误;
B、增大压强,平衡向正反应方向移动,故B错误;
C、增大压强,平衡向正反应方向移动,但根据勒夏特列原理,A的物质的量浓度比原来要大,故C错误;
D、增大压强,平衡向正反应方向移动,增加了C的物质的量,物质C的质量分数增大,故D正确。
所以D选项是正确的。
4.某化学研究小组探究外界条件对化学反应mA(g)+nB(g)pC(g)的速率和平衡的影响,图像如下,下列判断正确的是( )
A. 由图a可知,T1>T2,该反应的逆反应为吸热反应
B. 由图b可知,该反应m+n C. 图c是绝热条件下速率和时间图像,由此说明该反应吸热
D. 图d中,若m+n=p,则曲线a一定增大了压强
【答案】A
【解析】
【详解】A. 由图a可知,T1时达到平衡所需时间短,则T1>T2,因温度越高,C%越低,说明升温平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,故A正确;
B. 由图b可知,C%随着压强的增大而增大,说明加压后平衡正向移动,正反应为气体分子数目减小的反应,则该反应m+n>p,故B错误;
C.由图c可知,随着反应的时行,反应的速率先增大后减小,说明开始由于反应放热导致温度升高,此时温度对化学反应速率的影响较大,化学反应速率加快,而后由于反应物的浓度减小,体系的温度变化不明显,从而化学反应速率逐渐减小,所以该反应的正反应为放热反应,故C错误;
D. 由图d可知,曲线a较曲线b达到平衡的时间短,反应速率较快,最终的平衡状态是相同的,当m+n=p时,曲线a相对曲线b可能为加压或加入催化剂,故D错误;
答案选A。
5.用CO和H2合成CH3OH的化学方程式为CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △H<0,按照相同的物质的量投料,测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A. 温度:T1>T2>T3
B. 正反应速率:v(a)>v(c), v(b)>v(d)
C. 平衡常数:K(a)>K(c),K(b)=K(d)
D. 平均摩尔质量:M(a)
【解析】
【分析】CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH<0,该反应为放热反应,在压强相同时,温度越低,CO的转化率越大,以此分析解答。
【详解】A项,该反应为放热反应,温度越低,CO的转化率越大,则T1
综上所述,本题正确答案为C。
6. 下列有关“化学与生活”的叙述不正确的是( )
A. 凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害
B. 使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服,肥皂去污能力减弱
C. 施肥时,农家肥草木灰(有效成分K2CO3)不能与氮肥NH4Cl混合使用
D. 在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,可防止食物受潮、氧化变质
【答案】A
【解析】试题分析:A、适量合理的使用食品添加剂对人体健康无害,错误;B、钙离子能与硬脂酸钠结合生成沉淀,因此使用含钙离子浓度较大的地下水洗衣服,肥皂去污能力减弱,正确;C、碳酸钾溶液因为碳酸根离子水解而使溶液呈碱性,而铵根离子水解使溶液呈酸性,二者混合使用会发生双水解生成氨气,造成N元素的流失,正确;D、在食品袋中放入盛有硅胶和铁粉的透气小袋,硅胶(具有吸湿性)能吸收水分,铁是较活泼的金属,具有还原性,能防止食品被氧化,正确。
7.下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是( )
A. H+ B. OH- C. S2- D. Na+
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入氢离子,水中氢离子浓度增大,抑制了水的电离,故A不选;B.加入氢氧根离子,水中氢氧根离子浓度增大,抑制了水的电离,故B不选;C.加入硫离子,硫离子结合水电离的氢离子,氢离子浓度减小,促进了水的电离,故C不选;D.加入钠离子,钠离子不水解,不影响水的电离平衡,故D选;故选D。
8.在25℃、100 kPa时,已知:
①2H2O(g) = O2(g)+2H2(g) ΔH1
②Cl2(g)+H2(g) = 2HCl(g) ΔH2
③2Cl2(g)+2H2O(g) = 4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1、ΔH2间的关系正确的是 ( )
A. ΔH3 = ΔH1+2ΔH2 B. ΔH3 = ΔH1+ΔH2
C. ΔH3 = ΔH1—2ΔH2 D. ΔH3 = ΔH1—ΔH2
【答案】A
【解析】
【详解】已知:2H2O(g)=O2(g)+2H2(g) ΔH1 ①
Cl2(g)+H2(g)=2HCl(g) ΔH2 ②
2Cl2(g)+2H2O(g)=4HCl(g)+O2(g) ΔH3 ③
根据盖斯定律,将反应①+反应②×2即可求得反应③,因此有ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
答案选A。
9.在恒容密闭容器中通入X并发生反应2X(g)Y(g),温度T1、T2下X的物质的量浓度c(X)随时间t变化的曲线如图所示,下列叙述正确的是( )
A. M点的正反应速率v正大于N点的逆反应速率v逆
B. T2下在0—t1min时间内v(Y)=a-b/t1mol·L-1·min-1
C. 该反应进行到M点放出的热量大于进行到W点放出的热量
D. M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率减小
【答案】A
【解析】
【分析】本题主要考查化学平衡图像及其相关数据计算。由图可知,温度为T1先到达平衡,所以T1>T2,温度越高,平衡时X的物质的量浓度越大,说明升高温度平衡向逆反应移动,升高温度平衡向吸热反应移动,故逆反应为吸热反应,正反应为放热反应。
A.温度越高反应速率越大。
B.根据图中X的浓度变化求出Y的浓度变化,再求反应速率。
C.根据图象判断参加反应的X的量的多少,反应的X越多,放热越多。
D.M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡比较,根据压强对平衡的影响分析.
【详解】A.由上述分析可知T1>T2,M点温度高于N点温度,且N点反应没有达到平衡状态,此时反应向正反应方向进行,即N点的逆反应速率小于N点的正反应速率,因此M点的正反应速率大于N点的逆反应速率,正确;B. T2下,在0~t1时间内,X的浓度变化为:c(X)=(a-b)mol/L,则Y的浓度变化为c(Y)=,所以,错误;C.进行到M点X的转化率较W点低,由于正向是放热反应,所以反应进行到M点放出的热量较N点放出的热量少,错误;D. M点时再加入一定量X,达到的新平衡与原平衡比较,压强增大,增大压强平衡正移,则X的转化率增大,所以M点时再加入一定量X,平衡后X的转化率增大,错误。
10.在1.0 L恒容密闭容器中放入0.10 mol X,在一定温度下发生反应:X(g)Y(g)+Z(g) ΔH<0,容器内气体总压强p随反应时间t的变化关系如图所示。以下分析正确的是 ( )
A. 该温度下此反应的平衡常数K=3.2
B. 从反应开始到t1时的平均反应速率v(X)=0.2/t1 mol·L-1·min-1
C. 欲提高平衡体系中Y的百分含量,可加入一定量的X
D. 其他条件不变,再充入0.1 mol气体X,平衡正向移动,X的转化率减少
【答案】D
【解析】
【分析】X(g)Y(g)+Z(g)
开始 0.1 0 0
变化 b b b
t1min末 0.1-b b b
根据压强比等于物质的量比, ,b=0.04;
X(g)Y(g)+Z(g)
开始 0.1 0 0
转化 a a a
平衡 0.1-a a a
根据压强比等于物质的量比, ,a=0.08。
【详解】A. 该温度下此反应的平衡常数K= 0.32,故A错误;
B. 从反应开始到t1时的平均反应速率v(X) =0.04/t1 mol·L-1·min-1,故B错误;
C.向体现中加入一定量的X,相当于加压,Y的百分含量减小,故C错误;
D. 其他条件不变,再充入0.1 mol气体X,平衡正向移动, 但对于X的转化率,相当于加压,X的转化率减少,故D正确。
11.已知某化学反应的平衡常数表达式为K=c(CO2) c(H2)/(CO) c(H2O),在不同的温度下该反应的平衡常数值分别为:
下列有关叙述不正确的是( )
A. 该反应的化学方程式是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
B. 上述反应的正反应是放热反应
C. 如果在一定体积的密闭容器中加入CO2和H2各1 mol,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO为0.4 mol时,该反应为平衡状态
D. 某温度下,如果平衡浓度符合下列关系式: c(CO2)/3(CO)=c(H2O)/5 c(H2),判断此时的温度1000℃
【答案】C
【解析】
【详解】A、根据平衡常数表达式是生成物平衡浓度幂次方乘积除以反应物平衡浓度幂次方乘积得到化学方程式式为K=c(CO2)c(H2)/(CO)c(H2O),化学方程式为: CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),故A正确;B、分析图表数据,平衡常数随温度升高减小,说明升温平衡逆向进行逆向是吸热反应,正反应是放热反应,故B确;C、根据化学平衡三段式列式计算浓度商和平衡常数比较分析,若在一定体积的密闭容器中通入CO2和H2各1 mol ,5 min后温度升高到830 ℃,此时测得CO2为0.4 mol时,
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
起始量(mol) 1 1 0 0
变化量(mol) 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡量(mol) 0.6 0.6 0.4 0.4
反应前后气体物质的量不变,可以用其他物质的量代替平衡浓度计算,Q=0.40.4/0.60.6=0.44
实验
温度/℃
起始时R的物质的量/mol
平衡时气体总物质的量/mol
①
300
2.00
2.80
②
400
2.00
3.00
③
400
4.00
a
下列推断正确的是( )
A. 上述反应中,△H<0
B. 实验②中,该反应的平衡常数K=0.5
C. 实验①经4min达到平衡,0~4 min内υ(X)=0.2mol·L-1·min-1
D. 实验③中a=6.00
【答案】B
【解析】
【详解】A.从表中数据分析,温度升高,平衡正向移动,说明正反应为吸热反应,故错误;
B. M(s)+R(g)X(g)+Y(g)
起始 2 0 0
改变 x x x
平衡 2-x x x
则有2-x+x+x=3 解x=1,平衡常数为,故正确;
C. M(s)+R(g)X(g)+Y(g)
起始 2 0 0
改变 x x x
平衡 2-x x x 则有2-x+x+x=2.8 解x=0.8,υ(X)==0.1mol·L-1·min-1,故错误;
D. 实验③中起始加入量是②的2倍,相对于②的2倍后加压,平衡逆向移动,则a小于6.00mol,故错误。
故选B。
13.下列叙述正确的是( )
A. 尽管BaSO4难溶于水,但它仍然是强电解质
B. 溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
C. NaCl溶液在电流的作用下电离为钠离子和氯离子
D. 二氧化碳溶于水后能部分电离,所以二氧化碳是弱电解质
【答案】A
【解析】
【分析】A. 强电解质指在水溶液中或熔融状态下,能完全电离;
B. 硫酸氢钠也能电离出氢离子;
C. 电离不需要通电;
D.电解质的电离必须是自身电离;
【详解】A. 强电解质指在水溶液中或熔融状态下,能完全电离,硫酸钡属于强电解质,虽在水溶液中很难溶解,但溶于水的部分能完全电离,故A正确;
B.硫酸氢钠是盐,但在水中能电离出氢离子,故B错误;
C. 氯化钠溶液在水分子的作用下电离成钠离子和氯离子,无须通电,通电是电解氯化钠溶液,产物为氢氧化钠和氢气和氯气,故C错误;
D.二氧化碳溶于水后,能和水反应生成碳酸,碳酸能电离出自由移动的阴阳离子,但电离出阴阳离子的是碳酸,不是二氧化碳,所以二氧化碳是非电解质,故D错误;
综上所述,本题选A。
14.已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,要使溶液中值增大,可以采取的措施是( )
A. 加少量烧碱 B. 降低温度 C. 加少量冰醋酸 D. 加水
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入少量烧碱溶液,反应生成CH3COONa,c(CH3COO-)增大,则c(H+)/c(CH3COOH)=Ka/c(CH3COO-)减小,故A错误;
B.醋酸的电离是吸热反应,降低温度,抑制醋酸电离,平衡向逆反应方向移动,c(H+)减小,c(CH3COOH)增大,则c(H+)/c(CH3COOH)值减小,故B错误;
C.加入少量冰醋酸,醋酸浓度增大,弱电解质的浓度越大,电离程度越小,增多的醋酸电离分子个数远远小于加入醋酸分子个数,则c(H+)/c(CH3COOH)值减小,故C错误;
D.加水稀释促进醋酸电离,则氢离子的物质的量增大,醋酸分子的物质的量减小,溶液体积相同,所以溶中c(H+)/c(CH3COOH)值增大,故D正确;
故选D。
15.相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( )
A. pH相等的两溶液中:c(CH3COOˉ)=c(Clˉ)
B. 分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C. 相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D. 相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COOˉ)=c(Clˉ)
【答案】A
【解析】
【详解】A、在pH相等的两种溶液中,氢离子的浓度相同,根据溶液中电荷守恒可知阴离子浓度相等,即c(CH3COO-)=c(Cl-),故A正确;
B、醋酸为弱酸,是弱电解质只能部分电离,与pH相同的强酸溶液比起来,与其他物质反应时,可以持续电离出氢离子,平衡右移,所以醋酸消耗的氢氧化钠的量要更多一些,故B错误;
C、反应刚开始时,醋酸弱酸部分电离,与同等浓度的强酸比较,反应速率会慢一些,故C错误;
D、当醋酸恰好与NaOH反应时,弱酸根水解呈现出碱性,应为c(CH3COO-)<c(Cl-),故D错误。
综上所述,本题的正确答案为A。
16.下列关于纯净物,混合物,强电解质,弱电解质和非电解质的正确组合是( )
纯净物
混合物
强电解质
弱电解质
非电解质
A
纯盐酸
水煤气
硫酸
醋酸
干冰
B
冰醋酸
空气
硫酸钡
亚硫酸
二氧化硫
C
氯气
盐酸
苛性钠
氢硫酸
碳酸钙
D
漂白粉
氨水
氯化钠
次氯酸
氯气
【答案】B
【解析】试题分析:A.纯盐酸、水煤气、硫酸、醋酸、干冰分别属于混合物、混合物、强电解质、弱电解质,非电解质,故A错误;B.冰醋酸、空气、硫酸钡、亚硫酸、二氧化硫分别属于纯净物、混合物、强电解质、弱电解质,非电解质,故B正确;C.碳酸钙属于强电解质,故C错误;D.漂白粉是氯化钙和次氯酸钙混合物,故D错误;故选B。
17.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A. 表示向NH3·H2O溶液中逐步加入NH4Cl固体后,溶液pH的变化
B. 表示向NH3·H2O溶液中加水时溶液的导电性变化,则NH3·H2O溶液的pH:b>a
C. 表示等量A在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2A(g)B(g)+C(g),相同时间后测得A含量的曲线,则该反应的△H<0
D. 表示催化剂能改变化学反应的焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.增大铵根离子的浓度会抑制氨水的电离,但是平衡移动程度不大,所以氨水溶液中逐步加入氯化铵固体后,溶液的pH不 可能接近7 ,故错误;
B.溶液中的离子浓度越大,溶液的导电性越强,途中a点导电性,所以a点的氢氧根离子浓度大,即a点pH大,故错误;
C.由图可知,反应平衡后升温A的含量增大,平衡逆向移动,正反应为放热反应,故正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,对焓变无影响,焓变由反应物与生成的焓值差决定,故错误。
故选C。
18. 一定温度下,取pH=12的NaOH溶液和氨水各10 mL,分别用蒸馏水冲稀至1 L。关于稀释后的溶液的pH的说法正确的是( )
A. NaOH溶液的pH小于氨水的pH B. NaOH溶液的pH大于氨水的pH
C. 两溶液的pH相等 D. 无法判别两溶液pH的相对大小
【答案】A
【解析】试题分析:氢氧化钠是强电解质,氨水是弱碱,稀释促进一水合氨的电离,因此在pH相同的条件下稀释相同倍数后NaOH溶液的pH小于氨水的pH,A正确;B、C、D错误,答案选A。
19.室温下某溶液中由水电离产生的c(H+)等于10-10mol·L-1,该溶液的溶质不可能是( )
A. NaHSO4 B. NaCl C. HCl D. Ba(OH)2
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫酸氢钠能电离出氢离子,抑制水的电离,故可能是硫酸氢钠;
B.氯化钠对水的电离无影响,故符合题意;
C.盐酸抑制水的电离,故不符合题意;
D.氢氧化钡电离出氢氧根离子,抑制水的电离,不符合题意。
故选B。
20.等体积等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和,用去酸体积分别为V1、V2、V3,三者的大小关系正确是( )
A. V1=V2= V3 B. V1=V2﹤V3 C. V1
【解析】
【分析】pH相同,说明溶液中c(OH-)相同,NH3·H2O为弱碱,其余为强碱,即NH3·H2O的浓度最大。
【详解】Ba(OH)2、NaOH为强碱,pH相同说明c(OH-)相同,与等浓度的盐酸恰好中和,消耗的盐酸的体积相等,即V1=V2,NH3·H2O为弱碱,相同pH时,c(NH3·H2O)>c(NaOH),即相同体积时,NH3·H2O消耗的盐酸的体积大于NaOH消耗盐酸的体积,消耗盐酸体积的顺序是V3>V1=V2,故选项B正确。
二、填空题
21.为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解的催化效果,某化学研究小组的同学分别设计了如图1、2所示的实验。请回答相关问题。
(1)定性分析:如图1可通过观察 ,定性比较得出结论。有同学提出将FeCl3改为0.05 mol/L Fe2(SO4)3更为合理,其理由是 。
(2)定量分析:如图2所示,实验时均生成40 mL气体,其它可能影响实验的因素均已忽略。实验中需要测量的数据是 。
(3)加入0.10 mol MnO2粉末于50 mL H2O2溶液中,在标准状况下放出气体的体积和时间的关系如图3所示。
①写出H2O2在二氧化锰作用下发生反应的化学方程式 。
②实验时放出气体的总体积是 mL。
③A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为: > > > 。
解释反应速率变化的原因 。
④H2O2的初始物质的量浓度是 (请保留两位有效数字)。
【答案】(1)产生气泡的快慢(1分);消除阴离子不同对实验的干扰(1分)
(2)产生40 mL气体所需的时间(1分)
(3)①2H2O22H2O+O2↑(1分) ②60(1分)
③D C B A(1分);随着反应的进行,H2O2浓度减小,反应速率减慢(1分)
④0.11 mol/L(1分)
【解析】试题分析:⑴该反应中产生气体,所以可根据生成气泡的快慢判断;氯化铁和硫酸铜中阴阳离子都不同,无法判断是阴离子起作用还是阳离子起作用;硫酸钠和硫酸铜阴离子相同,可以消除阴离子不同对实验的干扰,答案为:两支试管中产生气泡的快慢;消除阴离子不同对实验的干扰;
⑵仪器名称分液漏斗,检查气密性的方法:关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向外拉出一段,过一会后看其是否回到原位;该反应是通过生成气体的反应速率分析判断的,所以根据v=知,需要测量的数据是产生40ml气体所需要的时间,答案为:分液漏斗,关闭分液漏斗的活塞,将注射器活塞向外拉出一段,过一会后看其是否回到原位;产生40ml气体所需要的时间。
⑶从曲线的斜率可排知,反应速率越来越小,因为反应速率与反应物浓度成正比,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小;
)①在二氧化锰作催化剂条件下,双氧水分解生成水和氧气,反应方程式为:2H2O22H2O+O2↑;
②根据图象知,第4分钟时,随着时间的推移,气体体积不变,所以实验时放出气体的总体积是60 mL;
③根据图象结合v=知,A、B、C、D各点反应速率快慢的顺序为D>C>B>A;
反应速率与反应物浓度成正比,随着反应的进行,反应物浓度逐渐降低,反应速率逐渐减小,
④设双氧水的物质的量为x,
2H2O22H2O+O2↑
2mol 22.4L
x 0.06L
x==0.0054mol,
所以其物质的量浓度=="0.11" mol·L-1,故答案为:0.11 mol·L-1.
22.能源问题是人类社会面临的重大课题。甲醇是未来重要的绿色能源之一。
(1)已知:在25℃、101kPa下,1mol甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热890.31kJ。请写出甲烷燃烧热的热化学方程式__________。
(2)由CO2和H2合成甲醇的化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g).在其他条件不变的情况下,实验测得温度对反应的影响如下图所示(注:T1、T2均大300℃) 。
①合成甲醇反应的△H__________(填“>”、“<”或“=”)0。
②平衡常数的表达式为:__________。温度为T2时的平衡常数__________(填“>”、“<”或“=”)温度为T1时的平衡常数。
【答案】(1). CH4 (g)+ 2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.31kJ/mol (2). < (3). (4). <
【解析】
【分析】(1)甲烷燃烧热是1mol甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量,依据热化学方程式书写方法标注聚集状态和对应焓变;(2) ①根据 “先拐先平”,可知T1
CO(g) +2H2(g) CH3OH(g) ΔH<0
(1)图1是表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入5mol H2和一定量的CO后,CO和CH3OH(g)的浓度随时间变化情况.反应第10分钟达到平衡,从反应开始到平衡,用H2表示平均反应速率v(H2)=______。
(2)图2表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A______C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A______C,由状态B到状态A,可采用______的方法(填“升温”或“降温”)。
(3)恒容条件下,下列措施中能使减小的有______
A.升高温度 B.充入He气 C.再充入2molCO和5molH2 D.使用催化剂
【答案】(1). 0.15mol·L-1·min-1 (2). < (3). = (4). 升温 (5). A
【解析】
【详解】(1)由图1可知,起始时CO为2mol,反应中减小的CO的浓度为1mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,10min时达到平衡,则用CO表示的化学反应速率为=0.075mol•L-1•min-1, 因反应速率之比等于化学计量数之比,则v(H2)=0.075mol•L-1•min-1×2=0.15mol•L-1•min-1;故答案为:0.15mol•L-1•min-1;
(2)压强越大化学反应速率越大,压强A<C,所以反应速率A<C;
化学平衡常数只与温度有关,A、C点温度相同所以化学平衡常数相对;相同压强下,温度从T1到T2,氢气体积分数增大平衡逆向移动,正反应是放热反应,平衡向吸热方向移动,说明T1<T2;由B到A采用升温方法,故答案为:<;=;升温;
(3)A.该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应移动,n(CH3OH)/n(CO)减小,故A正确;B.充入He(g),使体系压强增大,容器的容积不变,反应混合物的浓度不变,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故B错误;C.再充入2molCO和5molH2,相当于对原平衡加压,平衡正向移动,n(CH3OH)/n(CO)增大,故C错误;D.使用催化剂,平衡不移动,n(CH3OH)/n(CO)不变,故D错误;故答案为:A。
24.在80℃时,将0.40 mol的四氧化二氮气体充入2 L的固定容积的密闭容器中,隔一段时间对该容器内的物质进行分析,得到如下数据:
时间/s
0
20
40
60
80
100
c(N2O4)/mol·L-1
0.20
a
0.10
c
d
e
c(NO2)/mol·L-1
0.00
0.12
0.20
0.20
0.20
0.20
(1)该反应的化学方程式为________________________。
(2)该反应在0~20 s内N2O4的平均反应速率为____________。
(3)在80℃时该反应的平衡常数K值为______________。
(4)在20s时,浓度熵Qc_________(填“>”、“<”或“=”)平衡常数K。
【答案】(1). N2O42NO2 (2). 0.003 mol·L-1·s-1 (3). 0.4 (4). <
【解析】
【详解】(1)将0.4mol的四氧化二氮气体充入2L已抽空的固定容积的密闭容器中,反应的化学方程式为N2O42NO2,故答案为:N2O42NO2;
(2)进行到20s,N2O42NO2
起始量(mol) 0.4 0
变化量(mol) 0.12 0.24
20s末(mol) 028 0.24
20s时,N2O4的浓度==0.14mol/L;0~20s内N2O4的平均反应速率==0.003mol/(L•s),故答案为:0.003mol/(L•s);
(3)N2O4⇌2NO2,平衡常数K=,80°C平衡状态和40s是相同平衡状态,平衡浓度c(NO2)=0.20mol/L,c(N2O4)=0.10mol/L;平衡常数K=═=0.4mol/L,故答案为:0.4;
(4)在20s时,未建立平衡,正反应速率大于逆反应速率,此时浓度熵Qc<平衡常数K,故答案为:<。
25.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积常数
1×10-14
α
1×10-12
试回答以下问题:
(1)若25<t1<t2,则α__(填“<”“>”或“=”)1×10-14,作出此判断的理由是___。
(2)25℃下,某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4mol·L-1,取该溶液1mL,加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=___。
(3)t2℃下,将pH=11的苛性钠溶液V1L与pH=1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=___。
【答案】 (1). > (2). 升高温度,水的电离程度增大,离子积增大 (3). 1000∶1 (4). 9∶11
【解析】
【详解】(1).水的电离是吸热的,所以升温促进水的电离,电离平衡常数增大,即α>1×10-14;
(2) Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4mol·L-1,则钠离子浓度为10-3 mol·L-1,加水稀释,钠离子浓度变为10-4 mol·L-1,溶液中的氢氧根离子浓度为10-7 mol·L-1,二者比例为10-4:10-7=1000∶1;
(3) t2℃下,将pH=11的苛性钠溶液V1L氢氧根离子浓度为10-1 mol·L-1,与pH=1的稀硫酸V2L中氢离子浓度为10-1 mol·L-1,混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2 ,则有,解V1:V2=9∶11。
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