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【化学】山西省晋中市平遥县第二中学2018-2019学年高二12月月考(解析版) 试卷
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山西省晋中市平遥县第二中学2018-2019学年高二12月月考
本试卷分第一部分(选择题)和第二部分(非选择题),满分100分,测试时间90分钟。
一.选择题 (每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共60分)
1.下列说法不正确的是( )
A. 化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化
B. 放热反应都不需要加热就能发生
C. 吸热反应在一定条件(如高温、加热等)下也能发生
D. 化学反应是放热还是吸热,取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
【答案】B
【解析】
试题分析:化学反应既有新物质生成,还有能量变化,故A正确;反应热与反应条件无关,故B错误;焓变只是影响反应方向的一个因素,故C正确;化学反应是放热还是吸热,取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的大小,故D正确。
考点:本题考查化学反应中的能量变化。
2.对于:2C4H10(g)+13O2(g)===8CO2(g)+10H2O(l)ΔH=-5 800 kJ·mol-1的叙述错误的是
A. 该反应的反应热为ΔH=-5 800 kJ·mol-1,是放热反应
B. 该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C. 该式的含义为:25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800 kJ
D. 该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5800 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【分析】
根据热化学方程式的含义、燃烧热的概念分析判断。
【详解】A项:反应热ΔH包括符号(+吸热、-放热)、热量数值、单位(kJ·mol-1,指每摩化学反应)。A项正确;
B项:物质状态变化时伴有热量变化,物质的用量不同反应热不同。故反应热ΔH与各物质的状态、化学计量数(只表示物质的量)有关。B项正确;
C项:若不特别指明,热化学方程式表示25 ℃、101kPa下测得的反应热。C项正确;
D项:燃烧热是指25 ℃、101kPa条件下1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。由此,丁烷的燃烧热为2900 kJ·mol-1 。D项错误。
本题选D。
【点睛】燃烧热概念要点:条件为25 ℃、101kPa;可燃物为1mol;完全燃烧(足量氧气);生成物是稳定氧化物[C→CO2(g)、H→H2O(l)]。
3.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A. Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,则反应物总能量>生成物总能量
B. 相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子所具有的能量为E2,则2E1=E2
C. 101 kPa时,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
D. H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含1 mol NaOH的氢氧化钠固体与含0.5 mol H2SO4的稀硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
【答案】A
【解析】
【详解】A.当反应物总能量>生成物总能量时反应是放热反应,△H<O,故A正确;
B.如果1mol氢原子所具有的能量为E1,1mol氢分子的能量为E2。由于原子的能量比分子的能量高,所以原子结合成分子形成化学键放出热量,则2E1>E2,故B错误;
C.H2的燃烧热必须是1mol氢气燃烧生成最稳定的氧化物液态水时所放出的能量,根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1可知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,故C错误;
D.中和热是强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,氢氧化钠固体溶于水放热,所以含1molNaOH的氢氧化钠固体与含0.5molH2SO4的稀硫酸混合后放出的热量大于57.3 kJ,故D错误。
答案选A。
4.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(−57.3)kJ·mol-1
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=2×(+283.0 kJ·mol-1)
C. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【解析】
A. 中和热是指稀的强酸、强碱溶液混合生成1mol水时所放出的热量,中和热是不变的,A错误;B. 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0kJ·mol−1,B正确;C. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,例如碳燃烧等,C错误;D. 应该是1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,D错误,答案选B。
5.在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占体积,CO2占体积。且有:
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是
A. 172.5 kJ B. 1 149 kJ C. 283 kJ D. 517.5 kJ
【答案】C
【解析】
【分析】
根据热化学方程式进行简单计算。
【详解】方法一:36 g碳完全燃烧生成3molCO2(g)放热Q1=(110.5+283)kJ·mol-1×3mol=1180.5kJ,题中36 g不完全燃烧生成1molCO(g)、2molCO2(g)放热Q2=110.5kJ·mol-1×3mol+283kJ·mol-1×2mol=897.5kJ,则损失热量Q1-Q2=1180.5kJ-897.5kJ=283 kJ。
方法二:根据盖斯定律,损失热量就是不完全燃烧的产物完全燃烧放出的热量,即1molCO(g)完全燃烧放出的热量283 kJ。
本题选C。
6.一定条件下的密闭容器中:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.9 kJ· mol-1,下列叙述正确的是( )
A. 4 mol NH3和5 mol O2反应,达到平衡时放出热量为905.9 kJ
B. 平衡时,v正(O2)=v逆(NO)
C. 平衡后降低压强,混合气体平均摩尔质量增大
D. 平衡后升高温度,混合气体中NO含量降低
【答案】D
【解析】
【详解】A、因为是可逆反应,所以转化率达不到100%,所以4 mol NH3和5 mol O2反应,达到平衡时放出的热量小于905.9 kJ,A错误;
B、反应速率之比不满足相应的化学计量数之比,平衡时应该为4v正(O2)=5v逆(NO),B错误;
C、正反应是体积增大的可逆反应,所以降低压强,平衡向正反应方向移动,混合气的平均摩尔质量减小,C错误;
D、反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO的含量降低,D正确。
答案选D。
7.对于平衡体系mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH<0。下列结论中错误的是
A. 若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+n<p+q
B. 若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n
C. 若m+n=p+q,则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2a
D. 若温度不变时压强增大到原来的2倍,达到新平衡时,总体积一定比原来的要小
【答案】D
【解析】
【分析】
根据浓度、压强、温度对化学平衡的影响分析解答。
【详解】A项:容器体积缩小到原来一半(即加压)的瞬间,A的浓度为原来的2倍。新平衡时A的浓度为原来的2.1倍,即平衡左移。据平衡移动原理,有m+n <p+q。A项正确;
B项:设起始时A、B的物质的量分别为x、y,平衡时A、B的转化率分别为α、β。则(xα)∶(yβ)=m∶n。当α=β时,x∶y=m∶n。B项正确;
C项:m+n=p+q时,反应中气体分子总数不变。往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol B,不论是否达到新平衡,气体总物质的量都等于2a mol。C项正确;
D项:若缩小容器体积使新平衡压强是原来的2倍,则新平衡体积小于原来的。若通入与反应无关的气体使压强变成原来的2倍,则体积可以不变。D项错误。
本题选D。
8.在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol SO2和2 mol O2及固体催化剂,使之反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,平衡时容器内气体压强为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g),下列说法正确的是( )
A. 第一次平衡时反应放出的热量为294.9 kJ
B. 两次平衡SO2的转化率相等
C. 第二次达平衡时SO3的体积分数大于
D. 达平衡时用O2表示的反应速率为0.25 mol·(L·min)-1
【答案】B
【解析】
【详解】A、设第一次达平衡时生成SO3(g)的物质的量为2x mol,则根据方程式可知剩余SO2(g)的物质的量为(3-2x)mol、O2(g)为(2-x)mol,所以混合气体总的物质的量为(5-x)mol,根据阿伏加德罗定律有(5-x)/5=0.9,解得x=0.5,根据热化学方程式可知,放出的热量为196.6 kJ/2=98.3 kJ,A错误;
B、起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g),由于是保持恒温恒压,故与第一次平衡是等效平衡,两次平衡中SO2的转化率、SO3的体积分数相等,B正确;
C、两次平衡是等效的,则第二次达平衡时SO3的体积分数仍然为2/9,C错误;
D、容器的体积未知,则无法计算反应速率,D错误。
答案选B。
【点睛】选项B是解答的易错点,掌握等效平衡的含义是解答的关键,注意等效平衡的判断及处理一般步骤:进行等效转化——边倒法,即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量,与题干所给起始投料情况比较。
9.在一定条件下,固定容积的密闭容器中反应:2NO2(g)O2(g)+2NO(g) ΔH>0,达到平衡。当改变其中一个条件X时,Y随X的变化符合图中曲线的是
A. 当X表示温度时,Y表示O2的物质的量
B. 当X表示压强时,Y表示NO2的转化率
C. 当X表示反应时间时,Y表示混合气体的密度
D. 当X表示NO2的物质的量时,Y表示O2的物质的量
【答案】B
【解析】
【分析】
由图象可以知道,随着X的增大,Y的值减小,
A.正反应吸热,升高温度,平衡向正反应方向移动;
B.从增大压强,平衡向逆反应方向移动分析;
C.达到平衡后,因混合气体的质量和体积不变,混合气体的密度不变;
D.增加NO2的物质的量时,平衡向正方向移动,氧气的物质的量增加。
【详解】A、反应吸热,升高温度,平衡向正反应方向移动,O2的物质的量增加,而图示曲线为减函数,故A错误;
B、增大压强,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率减小,故B正确;
C、达到平衡后,因混合气体的质量和体积不变,混合气体的密度不变,为定值,故C错误;
D、增加NO2的物质的量时,平衡向正方向移动,氧气的物质的量增加,故D错误;
综上所述,本题选B。
10.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g),C物质的质量分数w(C)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是( )
A. ΔH<0,m+n
B. ΔH>0,m+n>c+d
C. ΔH>0,m+n
D. ΔH<0,m+n>c+d
【答案】A
【解析】
根据图像可知,随温度的升高,C的含量降低。说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应是放热反应。当温度相同时,压强越大,C的含量降低。说明增大压强,平衡向逆反应方向移动,即正反应是体积增大的,所以正确的答案是A。
11. 下列各组物质全部是弱电解质的是
A. H2O、NH3·H2O、H3PO4、HF B. Cu(OH)2、CH3COOH、C2H5OH、CH3COONa
C. H2SO3、Ba(OH)2、BaSO4 D. SO2、H2S、CO2
【答案】A
【解析】
试题分析:A.H2O、NH3·H2O、H3PO4、HF全为弱电解质,故A正确;B.C2H5OH是非电解质,CH3COONa是强电解质,故B错误;C.Ba(OH)2、BaSO4 均为强电解质,故C错误;D.SO2、CO2是非电解质,故D错误。答案选A。
考点:强弱电解质
12.同温度下的四种溶液,当NH4+浓度相同时,溶液的物质的量浓度最大的是
A. NH4Al(SO4)2 B. NH4Cl C. NH3·H2O D. CH3COONH4
【答案】C
【解析】
试题分析:物质的量浓度相同的下列溶液中不考虑(水解)其他因素影响,ABD选项中铵根离子浓度分别比为1:1:1,C中NH3•H2O部分电离,铵根离子浓度最小,A.NH4Al(SO4)2中的铝离子的水解对铵根的水解起抑制作用,导致铵根离子水解程度减小,铵根离子浓度较大;B.氯化铵中,铵根离子的水解不受氯离子的影响;C.NH3•H2O是弱电解质,部分电离,其铵根离子浓度最小;D.醋酸根离子对铵根离子的水解起到促进作用,导致铵根离子水解程度大,溶液中铵根离子浓度较小;根据分析可知,NH4+的浓度相同时,溶质的浓度最大的是NH3•H2O,浓度最小的是NH4Al(SO4)2,答案选C。
考点:考查盐的水解原理及其影响、弱电解质的电离
13. 下列有关溶液组成的描述合理的是
A. 无色溶液中可能大量存在Al3+、NH4+、Cl-、S2-
B. 酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO42-、I-、
C. 弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO3-
D. 中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO42-
【答案】C
【解析】
A.Al3+、S2之间发生双水解反应生成硫化氢气体和氢氧化铝沉淀,在溶液中不能大量共存,故A错误;B.酸性溶液中存在大量氢离子,ClO‾与H+、I‾之间发生反应,在溶液中不能大量共存,故B错误;C.弱碱性条件下,这几种离子之间不反应,碳酸氢根离子水解导致溶液呈弱碱性,所以能大量共存,故C正确;D.Fe3+易水解,只能存在于酸性溶液,在中性溶液中不能大量共存,故D错误;故答案为C。
点睛:离子共存的判断,为高考的高频题,注意明确离子不能大量共存的一般情况:能发生复分解反应的离子之间;能发生氧化还原反应的离子之间等;还应该注意题目所隐含的条件,如:溶液的酸碱性,据此来判断溶液中是否有大量的 H+或OH-;溶液的具体反应条件,如“氧化还原反应”、“加入铝粉产生氢气”;是“可能”共存,还是“一定”共存等。
14.下列关于电解质溶液的叙述正确的是( )
A. 室温下,pH=7的NH4Cl与氨水的混合溶液中离子浓度大小顺序为:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)=c(OH-)
B. 将pH=4的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
C. 中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸溶液,消耗NaOH的物质的量相同
D. 室温下,同浓度的Na2S与NaHS溶液相比,Na2S溶液的pH大
【答案】D
【解析】
A选项,pH=7的NH4Cl与氨水的混合溶液中c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒: c(NH+4)+ c(H+)=c(OH﹣)+c(Cl﹣),可知c(NH+4)= c(Cl﹣),又水解是微弱的,所以溶液中离子浓度大小为:c(Cl﹣)=c(NH+4)>c(H+)=c(OH﹣),故A错误;B选项,根据离子积常数,c(H+)与c(OH﹣)成反比,将酸性溶液稀释,c(H+)减小,c(OH﹣)增大,故B错误;C选项,相同pH的盐酸与醋酸,盐酸的浓度等于H+浓度,而醋酸的浓度远大于H+浓度,还有大量醋酸没有电离,即醋酸的浓度大于盐酸浓度,等体积时,醋酸消耗NaOH更多,故C错误;D选项,硫离子水解程度大于硫氢根离子水解程度,溶液碱性强,常温下,同浓度的Na2S与NaHS溶液相比,Na2S溶液的pH大,故D正确。故选D。
15.常温下,浓度均为1.0 mol·L-1的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液10 mL,测得其pH为9.3。下列有关叙述正确的是( )
A. 加入适量的NaCl,可使c(NH4+)=c(Cl-)
B. 滴加几滴浓氨水,c(NH4+)减小
C. 滴加几滴浓盐酸,的值减小
D. 1.0 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(NH4+)比该混合溶液中的大
【答案】A
【解析】
A、原混合溶液中只有氢离子、铵根离子、氯离子、氢氧根离子四种离子,据电荷守恒和溶液显碱性可知,c(NH4+)>c(Cl-),滴加适量NaCl,可以使c(NH4+)=c(Cl-),A正确;B、混合溶液中滴加氨水,一水合氨的电离平衡正向移动,铵根离子浓度增大,B错误;C、向混合溶液中滴加盐酸,能够中和氢氧根离子,一水合氨的电离平衡正向移动,铵根离子浓度增大,一水合氨浓度减小,的值增大,C错误;D、向NH4Cl溶液中滴加氨水,铵根离子浓度增大,所以1.0 mol•L-1的NH4Cl溶液中c(NH4+)比该混合溶液小,D错误;答案选A。
16.实验室用标准盐酸测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列对测定结果评价错误的是
选项
操作
测定结果评价
A
酸式滴定管在装液前未用标准盐酸润洗2~3次
偏高
B
开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
偏高
C
锥形瓶未干燥
无影响
D
盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
偏低
【答案】D
【解析】
【详解】A.酸式滴定管在装液前未用标准盐酸溶液润洗2次~3次,标准液浓度偏低,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标准)V(标准)/V(待测)分析,待测液浓度偏大,故A正确;
B.开始实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中,气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标准)V(标准)/V(待测)分析,待测液浓度偏大,故B正确;
C.锥形瓶未干燥,对待测液没有影响,则不影响测定结果,故C正确;
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗,导致瓶内氢氧化钠的物质的量增大,消耗标准液的体积也会增大使结果偏高,故D错误。
故选D。
【点睛】根据中和滴定操作方法对c(待测)=c(标准)V(标准)/V(待测)中V(标准)的影响判断滴定误差。
17.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13。现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生的反应为
A. 只有AgBr沉淀
B. AgCl和AgBr沉淀等量生成
C. AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主
D. AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主
【答案】C
【解析】
试题分析:在AgCl和AgBr两饱和溶液中,由Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13可知,前者c(Ag+)大于后者c(Ag+),c(Cl-)>c(Br-),当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化,生成更多的AgBr沉淀,与此同时,溶液中n(Cl-)比原来AgCl饱和溶液中大,当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多,答案选C。
考点:考查溶电解质的生成
18.在K2CrO4溶液中存在着如下平衡2CrO42-+ 2H+Cr2O72-+ H2O, K=1×1014。若用0.05mol K2Cr2O7配制成1LK2CrO4溶液,其中c(Cr2O72-)<10-5mol/L,则所配溶液的pH
A. >7 B. <7 C. =7 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
试题分析:根据Cr原子守恒可知,当c(Cr2O72-)<10-5mol/L时,溶液中c(CrO42-)>(0.1mol/L-2×10-5mol/L)=0.1mol/L,因此根据平衡常数表达式可知此时溶液中c(H+)==10-8.5mol/L,所以所配溶液的pH>7,答案选A。
考点:考查pH计算
19.25℃时,在10mL浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O混合溶液中,滴加0.1mol/L的盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是
A. 未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)= c(NH3·H2O)
B. 加入10mL盐酸时:c(NH4+) +c(H+) = c(OH-)
C. 加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-) = c(Na+)
D. 加入20mL盐酸时:c(Cl-) =c(NH4+) +c(Na+)
【答案】B
【解析】
A、混合溶液中,氢氧化钠和一水合氨的混合比例未知,故无法判断c(Na+)= c(NH3·H2O),故A错
误;B、加入10mL盐酸时,c(Cl-)=c(Na+),又根据电荷守恒得到:c(NH4+) +c(H+) + c(Na+)=c(OH
-)+c(Cl-),所以c(NH4+) +c(H+) = c(OH-),B正确;C、根据电荷守恒得到:c(NH4+) +c(H+) + c(Na+)
= c(OH-)+c(Cl-),pH=7时,即c(H+) = c(OH-),所以c(NH4+) + c(Na+)= c(Cl-),c(Cl-) >c(Na
+),故C错误;D、加入20mL盐酸时, c(Cl-)="2" c(Na+),由于铵根离子的水解,c(NH4+) ﹤c(Na+),
所以c(Cl-)>c(NH4+) +c(Na+),故D错误,此题选B。
【考点定位】本题重点考查溶液中水的电离和离子的水解,比较溶液中离子浓度的大小,物料守恒,电荷守恒和质子守恒原理的应用。
视频
20.20mL0.1mol/LFeCl3溶液中含有部分Fe2+,向其中滴加NaOH溶液至PH=4,溶液中有沉淀生成,过滤,得沉淀和滤液。已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16。
下列说法错误的是
A. 沉淀中只有Fe(OH)3 B. 沉淀中有Fe(OH)3和Fe(OH)2
C. 滤液c(Fe3+)=4.0×10-8mol/L D. 向滤液中滴加FeCl2溶液,无沉淀产生
【答案】B
【解析】
AB.20mL 0.1mol·L-1溶液中含有Fe2+,向其中滴加NaOH溶液至pH=4,则c(OH-)=10-10mol·L-1,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16=c(Fe2+)×c2(OH-)=c(Fe2+)×(10-10)2,解得c(Fe2+)=8×104mol·L-1,所以溶液中没有Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2在溶液中易被氧化为Fe(OH)3;所以溶液中生成的沉淀是Fe(OH)3沉淀,故A正确,B错误;C.已知溶液的PH=4,则c(OH-)=10-10mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38=c(Fe3+)×c(OH-)3=c(Fe3+)×(10-10)3,解得c(Fe3+)=4.0×10-8mol·L-1,所以滤液c(Fe3+)=4.0×10-8mol·L-1,故C正确;D.向滤液中滴加FeCl2溶液,溶液的体积增大,氢氧根离子的浓度减小,所以没有沉淀生成,故D正确;
故选B.
点睛:Ksp相关计算直接代入
二.非选择题(共40分)
21.汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0。已知该反应在2 404 ℃时,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5分钟后O2的物质的量为0.5 mol,则N2的反应速率为___。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志___(填字母序号)。
A.消耗1 mol N2同时生成1 mol O2
B.混合气体密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变
D.2v正(N2)=v逆(NO)
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是__(填字母序号)。
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气体中NO的体积分数_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1 mol·L-1、4.0×10-2 mol·L-1和3.0×10-3 mol·L-1,此时反应________________(填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是_______________________。
【答案】 (1). 0.05 mol·L-1s-1 (2). AD (3). AC (4). 不变 (5). 向正反应方向进行 (6). 根据计算得浓度商Qc
【解析】
试题分析:(1)5分钟内,△n(O2)=1mol-0.5mol=0.5mol,由N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)可知△n(N2)=0.5mol,v(N2)===0.05mol/(L•min),故答案为:0.05mol/(L•min);
(2)A.消耗1mol N2等效于消耗1mol O2,同时生成1mol O2,故选;B.混合气体密度一直不变,故不选;C.混合气体平均相对分子质量不变,总质量是个定值,总物质的量是个定值,混合气体的平均相对分子质量一直不变,故不选;D.2v(N2)正=v(NO)正=v(NO)逆,故选;故选AD;
(3)A、该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,故A正确;B、加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误;C、升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,故C正确.故答案为:AC;
(4)该反应中,气体的化学计量数之和前后相等,压强对平衡移动没有影响,只要是在相同温度下,则平衡状态相同,与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数,故答案为:不变;
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,则有该时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为:=9×10-4<K,则反应应向正反应方向进行,故答案为:向正反应方向进行因为浓度商Qc<K。
考点:考查了化学平衡的有关计算的相关知识。
22.工业上制备H2的一种重要方法是:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=Q kJ·mol―1。已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示。若在一固定的密闭容器中,850 ℃时发生上述反应,并测得容器内各物质的浓度(mol·L―1)随时间的变化关系如下表:
已知:850 ℃时该反应的化学平衡常数K=1.0,请回答下列问题:
(1)下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是________。
A.单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO2(g)的浓度
B.反应容器内的压强不发生变化
C.混合气体中H2(g)的浓度不再发生改变
D.氢气的生成速率等于水的消耗速率
(2)Q______0(填“>”“=”或“<”)。
(3)若在850 ℃时向反应容器中充入H2O(g),K值________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)上表中c2为________________,CO(g)的转化率为________________________。
【答案】 (1). C (2). < (3). 不变 (4). 0.18 (5). 60%
【解析】
【分析】
(1)根据平衡状态的含义和特征分析解答;
(2)根据温度对平衡常数的影响判断△H;
(3)根据影响平衡常数的因素分析解答;
(4)结合平衡常数根据三段式计算。
【详解】(1)A.任何时候,单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO2(g)的浓度,不能说明到达平衡,故A错误;
B.反应前后气体的物质的量不变,温度一定,容器中压强始终不变,所以压强不发生变化,不能说明到达平衡,故B错误;
C.反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,说明到达平衡状态,故C正确;
D.任何时候,氢气的生成速率等于水的消耗速率,不能说明到达平衡状态,故D错误;
故答案选:C.
(2)由图可知,温度越高平衡常数越小,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△H<0;
(3)在850℃时向反应容器中充入H2O(g),平衡正向移动,但温度不变,所以平衡常数K值不变;
(4) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始(mol/L) 0.200 0.300 0 0
反应(mol/L) a a a a
平衡(mol/L) 0.200-a 0.300-a a a
则
解得a=0.12
所以c2=0.300mol/L-0.12mol/L=0.18mol/L,CO(g)的转化率为0.12/0.200×100%=60%。
【点睛】本题考查化学平衡常数及影响因素、平衡移动、平衡状态的判断以及计算等,注意平衡状态的判断,选择的物理量随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
23.现有浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠、④氯化铵、⑤醋酸铵、⑥硫酸氢铵、⑦氨水,请回答下列问题:
(1)①、②、③、④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是________(填序号)。
(2)④、⑤、⑥、⑦四种溶液中NH4+浓度由大到小的顺序是________(填序号)。
(3)将③和④按体积比1∶2混合后,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是________________。
(4)已知t ℃时,Kw=1×10-13,则t ℃________(填“>”“<”或“=”)25 ℃。在t ℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a∶b=________。
【答案】 (1). ④②③① (2). ⑥④⑤⑦ (3). c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) (4). > (5). 9∶2
【解析】
试题分析:(1)氯化铵为强酸弱碱盐,水解促进水的电离,醋酸为弱酸,溶液中氢离子浓度较小,硫酸和氢氧化钠为强电解质,浓度相同时,硫酸对水的电离抑制程度较大;(2)氯化铵、醋酸铵、硫酸氢铵溶液中都存在,氯化铵属于强电解质,能完全电离,硫酸氢铵存在大量的氢离子,抑制铵根离子的水解,醋酸铵为弱酸强碱盐,相互促进水解,铵根离子浓度最大,氨水为弱电解质,难以电离,因此铵根离子浓度最小;(3)混合后,溶液溶质为氯化钠和氯化铵、氨水,据物料守恒可知氯离子浓度大于铵根离子浓度,由于溶液中存在一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子,一水合氨的电离程度大于铵根离子水解程度,故铵根离子浓度大于钠离子的浓度,溶液呈碱性,则氢氧根离子浓度大于氢离子浓度;(4)水电离为吸热过程,升高温度促进电离,水离子积常数增大,所以t℃大于25℃,t℃时氢氧根离子浓度,t℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合,若所得混合溶液的pH=2,则
考点:考查溶液离子浓度比较以及盐类水解和弱电解质电离的相关知识点。
24.(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。
①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是________。
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液至pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的________。
A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________,Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol·L-1]时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)
【答案】 (1). B (2). CD (3). 4 (4). 3 (5). 可行
【解析】
【分析】
(1)根据除杂质至少要满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质,调整溶液的pH时,加入的物质不能引进新的杂质粒子,以此来解答;
(2)依据氢氧化铜的溶度积常数计算溶液中的氢离子浓度计算pH;结合氢氧化铁溶度积和残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时就认为沉淀完全分析解答。
【详解】(1)①KMnO4、氯水、HNO3虽然能氧化亚铁离子,但会引进新的杂质。只有双氧水氧化后生成水,双氧水受热见光易分解,没有多余杂质,答案选B;
②调整溶液的pH时,加入的物质不能引进新的杂质离子,氢氧化钠中含有钠离子,氨水反应后生成铵根离子,所以氢氧化钠和氨水能引进新的杂质离子,CuO粉末、Cu(OH)2悬浊液反应后生成铜离子和水而不引进新的杂质离子,故答案选CD;
(2)Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,溶液中CuSO4的浓度为3.0mol•L-1,c(Cu2+)=3.0mol•L-1,依据溶度积常数c(Cu2+)×c2(OH-)=3.0×10-20可知c2(OH-)=3×10-20/3.0 mol•L-1=10-20 mol•L-1,解得c(OH-)=10-10mol/L,则溶液中c(H+)=10-4mol/L,所以pH=4,即氢氧化铜开始沉淀时溶液的pH为4;残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时就认为沉淀完全,Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-38;c3(OH-)=1.0×10-38/10-5 mol•L-1=1.0×10-33 mol•L-1,解得c(OH-)=1×10-11mol/L,因此溶液中c(H+)=10-3mol/L,则pH=3;通过计算可知pH=4能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,则方案可行。
本试卷分第一部分(选择题)和第二部分(非选择题),满分100分,测试时间90分钟。
一.选择题 (每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共60分)
1.下列说法不正确的是( )
A. 化学反应除了生成新物质外,还伴随着能量的变化
B. 放热反应都不需要加热就能发生
C. 吸热反应在一定条件(如高温、加热等)下也能发生
D. 化学反应是放热还是吸热,取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量
【答案】B
【解析】
试题分析:化学反应既有新物质生成,还有能量变化,故A正确;反应热与反应条件无关,故B错误;焓变只是影响反应方向的一个因素,故C正确;化学反应是放热还是吸热,取决于生成物具有的总能量和反应物具有的总能量的大小,故D正确。
考点:本题考查化学反应中的能量变化。
2.对于:2C4H10(g)+13O2(g)===8CO2(g)+10H2O(l)ΔH=-5 800 kJ·mol-1的叙述错误的是
A. 该反应的反应热为ΔH=-5 800 kJ·mol-1,是放热反应
B. 该反应的ΔH与各物质的状态有关,与化学计量数也有关
C. 该式的含义为:25 ℃、101 kPa下,2 mol C4H10气体完全燃烧生成CO2和液态水时放出热量5800 kJ
D. 该反应为丁烷燃烧的热化学方程式,由此可知丁烷的燃烧热为5800 kJ·mol-1
【答案】D
【解析】
【分析】
根据热化学方程式的含义、燃烧热的概念分析判断。
【详解】A项:反应热ΔH包括符号(+吸热、-放热)、热量数值、单位(kJ·mol-1,指每摩化学反应)。A项正确;
B项:物质状态变化时伴有热量变化,物质的用量不同反应热不同。故反应热ΔH与各物质的状态、化学计量数(只表示物质的量)有关。B项正确;
C项:若不特别指明,热化学方程式表示25 ℃、101kPa下测得的反应热。C项正确;
D项:燃烧热是指25 ℃、101kPa条件下1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量。由此,丁烷的燃烧热为2900 kJ·mol-1 。D项错误。
本题选D。
【点睛】燃烧热概念要点:条件为25 ℃、101kPa;可燃物为1mol;完全燃烧(足量氧气);生成物是稳定氧化物[C→CO2(g)、H→H2O(l)]。
3.下列关于反应能量的说法正确的是( )
A. Zn(s)+CuSO4(aq)===ZnSO4(aq)+Cu(s) ΔH=-216 kJ·mol-1,则反应物总能量>生成物总能量
B. 相同条件下,如果1 mol氢原子所具有的能量为E1,1 mol氢分子所具有的能量为E2,则2E1=E2
C. 101 kPa时,2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,则H2的燃烧热为571.6 kJ·mol-1
D. H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则含1 mol NaOH的氢氧化钠固体与含0.5 mol H2SO4的稀硫酸混合后放出57.3 kJ的热量
【答案】A
【解析】
【详解】A.当反应物总能量>生成物总能量时反应是放热反应,△H<O,故A正确;
B.如果1mol氢原子所具有的能量为E1,1mol氢分子的能量为E2。由于原子的能量比分子的能量高,所以原子结合成分子形成化学键放出热量,则2E1>E2,故B错误;
C.H2的燃烧热必须是1mol氢气燃烧生成最稳定的氧化物液态水时所放出的能量,根据2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1可知H2的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,故C错误;
D.中和热是强酸和强碱的稀溶液发生中和反应生成1mol水时所放出的热量,氢氧化钠固体溶于水放热,所以含1molNaOH的氢氧化钠固体与含0.5molH2SO4的稀硫酸混合后放出的热量大于57.3 kJ,故D错误。
答案选A。
4.下列关于热化学反应的描述中正确的是
A. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3 kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(−57.3)kJ·mol-1
B. CO(g)的燃烧热是283.0 kJ·mol-1,则2CO2(g)===2CO(g)+O2(g)反应的ΔH=2×(+283.0 kJ·mol-1)
C. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
D. 1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热
【答案】B
【解析】
A. 中和热是指稀的强酸、强碱溶液混合生成1mol水时所放出的热量,中和热是不变的,A错误;B. 燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,CO(g)的燃烧热是283.0kJ·mol−1,则反应2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的ΔH=+2×283.0kJ·mol−1,B正确;C. 需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,例如碳燃烧等,C错误;D. 应该是1 mol甲烷燃烧生成液态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热,D错误,答案选B。
5.在36 g碳不完全燃烧所得气体中,CO占体积,CO2占体积。且有:
C(s)+O2(g)===CO(g) ΔH=-110.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283 kJ·mol-1
与这些碳完全燃烧相比,损失的热量是
A. 172.5 kJ B. 1 149 kJ C. 283 kJ D. 517.5 kJ
【答案】C
【解析】
【分析】
根据热化学方程式进行简单计算。
【详解】方法一:36 g碳完全燃烧生成3molCO2(g)放热Q1=(110.5+283)kJ·mol-1×3mol=1180.5kJ,题中36 g不完全燃烧生成1molCO(g)、2molCO2(g)放热Q2=110.5kJ·mol-1×3mol+283kJ·mol-1×2mol=897.5kJ,则损失热量Q1-Q2=1180.5kJ-897.5kJ=283 kJ。
方法二:根据盖斯定律,损失热量就是不完全燃烧的产物完全燃烧放出的热量,即1molCO(g)完全燃烧放出的热量283 kJ。
本题选C。
6.一定条件下的密闭容器中:4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g) ΔH=-905.9 kJ· mol-1,下列叙述正确的是( )
A. 4 mol NH3和5 mol O2反应,达到平衡时放出热量为905.9 kJ
B. 平衡时,v正(O2)=v逆(NO)
C. 平衡后降低压强,混合气体平均摩尔质量增大
D. 平衡后升高温度,混合气体中NO含量降低
【答案】D
【解析】
【详解】A、因为是可逆反应,所以转化率达不到100%,所以4 mol NH3和5 mol O2反应,达到平衡时放出的热量小于905.9 kJ,A错误;
B、反应速率之比不满足相应的化学计量数之比,平衡时应该为4v正(O2)=5v逆(NO),B错误;
C、正反应是体积增大的可逆反应,所以降低压强,平衡向正反应方向移动,混合气的平均摩尔质量减小,C错误;
D、反应放热,升高温度,平衡向逆反应方向移动,NO的含量降低,D正确。
答案选D。
7.对于平衡体系mA(g)+nB(g) pC(g)+qD(g) ΔH<0。下列结论中错误的是
A. 若温度不变,将容器的体积缩小到原来的一半,此时A的浓度为原来的2.1倍,则m+n<p+q
B. 若平衡时,A、B的转化率相等,说明反应开始时,A、B的物质的量之比为m∶n
C. 若m+n=p+q,则往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol的B,达到新平衡时,气体的总物质的量等于2a
D. 若温度不变时压强增大到原来的2倍,达到新平衡时,总体积一定比原来的要小
【答案】D
【解析】
【分析】
根据浓度、压强、温度对化学平衡的影响分析解答。
【详解】A项:容器体积缩小到原来一半(即加压)的瞬间,A的浓度为原来的2倍。新平衡时A的浓度为原来的2.1倍,即平衡左移。据平衡移动原理,有m+n <p+q。A项正确;
B项:设起始时A、B的物质的量分别为x、y,平衡时A、B的转化率分别为α、β。则(xα)∶(yβ)=m∶n。当α=β时,x∶y=m∶n。B项正确;
C项:m+n=p+q时,反应中气体分子总数不变。往含有a mol气体的平衡体系中再加入a mol B,不论是否达到新平衡,气体总物质的量都等于2a mol。C项正确;
D项:若缩小容器体积使新平衡压强是原来的2倍,则新平衡体积小于原来的。若通入与反应无关的气体使压强变成原来的2倍,则体积可以不变。D项错误。
本题选D。
8.在一定温度下,向一个容积可变的容器中,通入3 mol SO2和2 mol O2及固体催化剂,使之反应:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1,平衡时容器内气体压强为起始时的90%。保持同一反应温度,在相同容器中,将起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g),下列说法正确的是( )
A. 第一次平衡时反应放出的热量为294.9 kJ
B. 两次平衡SO2的转化率相等
C. 第二次达平衡时SO3的体积分数大于
D. 达平衡时用O2表示的反应速率为0.25 mol·(L·min)-1
【答案】B
【解析】
【详解】A、设第一次达平衡时生成SO3(g)的物质的量为2x mol,则根据方程式可知剩余SO2(g)的物质的量为(3-2x)mol、O2(g)为(2-x)mol,所以混合气体总的物质的量为(5-x)mol,根据阿伏加德罗定律有(5-x)/5=0.9,解得x=0.5,根据热化学方程式可知,放出的热量为196.6 kJ/2=98.3 kJ,A错误;
B、起始物质的量改为4 mol SO2、3 mol O2、2 mol SO3(g),由于是保持恒温恒压,故与第一次平衡是等效平衡,两次平衡中SO2的转化率、SO3的体积分数相等,B正确;
C、两次平衡是等效的,则第二次达平衡时SO3的体积分数仍然为2/9,C错误;
D、容器的体积未知,则无法计算反应速率,D错误。
答案选B。
【点睛】选项B是解答的易错点,掌握等效平衡的含义是解答的关键,注意等效平衡的判断及处理一般步骤:进行等效转化——边倒法,即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量,与题干所给起始投料情况比较。
9.在一定条件下,固定容积的密闭容器中反应:2NO2(g)O2(g)+2NO(g) ΔH>0,达到平衡。当改变其中一个条件X时,Y随X的变化符合图中曲线的是
A. 当X表示温度时,Y表示O2的物质的量
B. 当X表示压强时,Y表示NO2的转化率
C. 当X表示反应时间时,Y表示混合气体的密度
D. 当X表示NO2的物质的量时,Y表示O2的物质的量
【答案】B
【解析】
【分析】
由图象可以知道,随着X的增大,Y的值减小,
A.正反应吸热,升高温度,平衡向正反应方向移动;
B.从增大压强,平衡向逆反应方向移动分析;
C.达到平衡后,因混合气体的质量和体积不变,混合气体的密度不变;
D.增加NO2的物质的量时,平衡向正方向移动,氧气的物质的量增加。
【详解】A、反应吸热,升高温度,平衡向正反应方向移动,O2的物质的量增加,而图示曲线为减函数,故A错误;
B、增大压强,平衡向逆反应方向移动,NO2的转化率减小,故B正确;
C、达到平衡后,因混合气体的质量和体积不变,混合气体的密度不变,为定值,故C错误;
D、增加NO2的物质的量时,平衡向正方向移动,氧气的物质的量增加,故D错误;
综上所述,本题选B。
10.在一定条件下,对于反应mA(g)+nB(g)cC(g)+dD(g),C物质的质量分数w(C)与温度、压强的关系如图所示,下列判断正确的是( )
A. ΔH<0,m+n
C. ΔH>0,m+n
【答案】A
【解析】
根据图像可知,随温度的升高,C的含量降低。说明升高温度,平衡向逆反应方向移动,即正反应是放热反应。当温度相同时,压强越大,C的含量降低。说明增大压强,平衡向逆反应方向移动,即正反应是体积增大的,所以正确的答案是A。
11. 下列各组物质全部是弱电解质的是
A. H2O、NH3·H2O、H3PO4、HF B. Cu(OH)2、CH3COOH、C2H5OH、CH3COONa
C. H2SO3、Ba(OH)2、BaSO4 D. SO2、H2S、CO2
【答案】A
【解析】
试题分析:A.H2O、NH3·H2O、H3PO4、HF全为弱电解质,故A正确;B.C2H5OH是非电解质,CH3COONa是强电解质,故B错误;C.Ba(OH)2、BaSO4 均为强电解质,故C错误;D.SO2、CO2是非电解质,故D错误。答案选A。
考点:强弱电解质
12.同温度下的四种溶液,当NH4+浓度相同时,溶液的物质的量浓度最大的是
A. NH4Al(SO4)2 B. NH4Cl C. NH3·H2O D. CH3COONH4
【答案】C
【解析】
试题分析:物质的量浓度相同的下列溶液中不考虑(水解)其他因素影响,ABD选项中铵根离子浓度分别比为1:1:1,C中NH3•H2O部分电离,铵根离子浓度最小,A.NH4Al(SO4)2中的铝离子的水解对铵根的水解起抑制作用,导致铵根离子水解程度减小,铵根离子浓度较大;B.氯化铵中,铵根离子的水解不受氯离子的影响;C.NH3•H2O是弱电解质,部分电离,其铵根离子浓度最小;D.醋酸根离子对铵根离子的水解起到促进作用,导致铵根离子水解程度大,溶液中铵根离子浓度较小;根据分析可知,NH4+的浓度相同时,溶质的浓度最大的是NH3•H2O,浓度最小的是NH4Al(SO4)2,答案选C。
考点:考查盐的水解原理及其影响、弱电解质的电离
13. 下列有关溶液组成的描述合理的是
A. 无色溶液中可能大量存在Al3+、NH4+、Cl-、S2-
B. 酸性溶液中可能大量存在Na+、ClO-、SO42-、I-、
C. 弱碱性溶液中可能大量存在Na+、K+、Cl-、HCO3-
D. 中性溶液中可能大量存在Fe3+、K+、Cl-、SO42-
【答案】C
【解析】
A.Al3+、S2之间发生双水解反应生成硫化氢气体和氢氧化铝沉淀,在溶液中不能大量共存,故A错误;B.酸性溶液中存在大量氢离子,ClO‾与H+、I‾之间发生反应,在溶液中不能大量共存,故B错误;C.弱碱性条件下,这几种离子之间不反应,碳酸氢根离子水解导致溶液呈弱碱性,所以能大量共存,故C正确;D.Fe3+易水解,只能存在于酸性溶液,在中性溶液中不能大量共存,故D错误;故答案为C。
点睛:离子共存的判断,为高考的高频题,注意明确离子不能大量共存的一般情况:能发生复分解反应的离子之间;能发生氧化还原反应的离子之间等;还应该注意题目所隐含的条件,如:溶液的酸碱性,据此来判断溶液中是否有大量的 H+或OH-;溶液的具体反应条件,如“氧化还原反应”、“加入铝粉产生氢气”;是“可能”共存,还是“一定”共存等。
14.下列关于电解质溶液的叙述正确的是( )
A. 室温下,pH=7的NH4Cl与氨水的混合溶液中离子浓度大小顺序为:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)=c(OH-)
B. 将pH=4的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
C. 中和pH与体积均相同的盐酸和醋酸溶液,消耗NaOH的物质的量相同
D. 室温下,同浓度的Na2S与NaHS溶液相比,Na2S溶液的pH大
【答案】D
【解析】
A选项,pH=7的NH4Cl与氨水的混合溶液中c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒: c(NH+4)+ c(H+)=c(OH﹣)+c(Cl﹣),可知c(NH+4)= c(Cl﹣),又水解是微弱的,所以溶液中离子浓度大小为:c(Cl﹣)=c(NH+4)>c(H+)=c(OH﹣),故A错误;B选项,根据离子积常数,c(H+)与c(OH﹣)成反比,将酸性溶液稀释,c(H+)减小,c(OH﹣)增大,故B错误;C选项,相同pH的盐酸与醋酸,盐酸的浓度等于H+浓度,而醋酸的浓度远大于H+浓度,还有大量醋酸没有电离,即醋酸的浓度大于盐酸浓度,等体积时,醋酸消耗NaOH更多,故C错误;D选项,硫离子水解程度大于硫氢根离子水解程度,溶液碱性强,常温下,同浓度的Na2S与NaHS溶液相比,Na2S溶液的pH大,故D正确。故选D。
15.常温下,浓度均为1.0 mol·L-1的NH3·H2O和NH4Cl混合溶液10 mL,测得其pH为9.3。下列有关叙述正确的是( )
A. 加入适量的NaCl,可使c(NH4+)=c(Cl-)
B. 滴加几滴浓氨水,c(NH4+)减小
C. 滴加几滴浓盐酸,的值减小
D. 1.0 mol·L-1的NH4Cl溶液中c(NH4+)比该混合溶液中的大
【答案】A
【解析】
A、原混合溶液中只有氢离子、铵根离子、氯离子、氢氧根离子四种离子,据电荷守恒和溶液显碱性可知,c(NH4+)>c(Cl-),滴加适量NaCl,可以使c(NH4+)=c(Cl-),A正确;B、混合溶液中滴加氨水,一水合氨的电离平衡正向移动,铵根离子浓度增大,B错误;C、向混合溶液中滴加盐酸,能够中和氢氧根离子,一水合氨的电离平衡正向移动,铵根离子浓度增大,一水合氨浓度减小,的值增大,C错误;D、向NH4Cl溶液中滴加氨水,铵根离子浓度增大,所以1.0 mol•L-1的NH4Cl溶液中c(NH4+)比该混合溶液小,D错误;答案选A。
16.实验室用标准盐酸测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列对测定结果评价错误的是
选项
操作
测定结果评价
A
酸式滴定管在装液前未用标准盐酸润洗2~3次
偏高
B
开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
偏高
C
锥形瓶未干燥
无影响
D
盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
偏低
【答案】D
【解析】
【详解】A.酸式滴定管在装液前未用标准盐酸溶液润洗2次~3次,标准液浓度偏低,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标准)V(标准)/V(待测)分析,待测液浓度偏大,故A正确;
B.开始实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中,气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标准)V(标准)/V(待测)分析,待测液浓度偏大,故B正确;
C.锥形瓶未干燥,对待测液没有影响,则不影响测定结果,故C正确;
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗,导致瓶内氢氧化钠的物质的量增大,消耗标准液的体积也会增大使结果偏高,故D错误。
故选D。
【点睛】根据中和滴定操作方法对c(待测)=c(标准)V(标准)/V(待测)中V(标准)的影响判断滴定误差。
17.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13。现将AgCl与AgBr的饱和溶液等体积混合,再加入足量浓AgNO3溶液,发生的反应为
A. 只有AgBr沉淀
B. AgCl和AgBr沉淀等量生成
C. AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgCl沉淀为主
D. AgCl和AgBr沉淀都有,但以AgBr沉淀为主
【答案】C
【解析】
试题分析:在AgCl和AgBr两饱和溶液中,由Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=7.8×10-13可知,前者c(Ag+)大于后者c(Ag+),c(Cl-)>c(Br-),当将AgCl、AgBr两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化,生成更多的AgBr沉淀,与此同时,溶液中n(Cl-)比原来AgCl饱和溶液中大,当加入足量的浓AgNO3溶液时,AgBr沉淀有所增多,但AgCl沉淀增加更多,答案选C。
考点:考查溶电解质的生成
18.在K2CrO4溶液中存在着如下平衡2CrO42-+ 2H+Cr2O72-+ H2O, K=1×1014。若用0.05mol K2Cr2O7配制成1LK2CrO4溶液,其中c(Cr2O72-)<10-5mol/L,则所配溶液的pH
A. >7 B. <7 C. =7 D. 无法确定
【答案】A
【解析】
试题分析:根据Cr原子守恒可知,当c(Cr2O72-)<10-5mol/L时,溶液中c(CrO42-)>(0.1mol/L-2×10-5mol/L)=0.1mol/L,因此根据平衡常数表达式可知此时溶液中c(H+)==10-8.5mol/L,所以所配溶液的pH>7,答案选A。
考点:考查pH计算
19.25℃时,在10mL浓度均为0.1mol/LNaOH和NH3·H2O混合溶液中,滴加0.1mol/L的盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是
A. 未加盐酸时:c(OH-)>c(Na+)= c(NH3·H2O)
B. 加入10mL盐酸时:c(NH4+) +c(H+) = c(OH-)
C. 加入盐酸至溶液pH=7时:c(Cl-) = c(Na+)
D. 加入20mL盐酸时:c(Cl-) =c(NH4+) +c(Na+)
【答案】B
【解析】
A、混合溶液中,氢氧化钠和一水合氨的混合比例未知,故无法判断c(Na+)= c(NH3·H2O),故A错
误;B、加入10mL盐酸时,c(Cl-)=c(Na+),又根据电荷守恒得到:c(NH4+) +c(H+) + c(Na+)=c(OH
-)+c(Cl-),所以c(NH4+) +c(H+) = c(OH-),B正确;C、根据电荷守恒得到:c(NH4+) +c(H+) + c(Na+)
= c(OH-)+c(Cl-),pH=7时,即c(H+) = c(OH-),所以c(NH4+) + c(Na+)= c(Cl-),c(Cl-) >c(Na
+),故C错误;D、加入20mL盐酸时, c(Cl-)="2" c(Na+),由于铵根离子的水解,c(NH4+) ﹤c(Na+),
所以c(Cl-)>c(NH4+) +c(Na+),故D错误,此题选B。
【考点定位】本题重点考查溶液中水的电离和离子的水解,比较溶液中离子浓度的大小,物料守恒,电荷守恒和质子守恒原理的应用。
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20.20mL0.1mol/LFeCl3溶液中含有部分Fe2+,向其中滴加NaOH溶液至PH=4,溶液中有沉淀生成,过滤,得沉淀和滤液。已知:Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16。
下列说法错误的是
A. 沉淀中只有Fe(OH)3 B. 沉淀中有Fe(OH)3和Fe(OH)2
C. 滤液c(Fe3+)=4.0×10-8mol/L D. 向滤液中滴加FeCl2溶液,无沉淀产生
【答案】B
【解析】
AB.20mL 0.1mol·L-1溶液中含有Fe2+,向其中滴加NaOH溶液至pH=4,则c(OH-)=10-10mol·L-1,Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16=c(Fe2+)×c2(OH-)=c(Fe2+)×(10-10)2,解得c(Fe2+)=8×104mol·L-1,所以溶液中没有Fe(OH)2沉淀,Fe(OH)2在溶液中易被氧化为Fe(OH)3;所以溶液中生成的沉淀是Fe(OH)3沉淀,故A正确,B错误;C.已知溶液的PH=4,则c(OH-)=10-10mol·L-1,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38=c(Fe3+)×c(OH-)3=c(Fe3+)×(10-10)3,解得c(Fe3+)=4.0×10-8mol·L-1,所以滤液c(Fe3+)=4.0×10-8mol·L-1,故C正确;D.向滤液中滴加FeCl2溶液,溶液的体积增大,氢氧根离子的浓度减小,所以没有沉淀生成,故D正确;
故选B.
点睛:Ksp相关计算直接代入
二.非选择题(共40分)
21.汽车尾气里含有NO气体是由于内燃机燃烧的高温引起氮气和氧气反应所致:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH>0。已知该反应在2 404 ℃时,平衡常数K=64×10-4。请回答:
(1)某温度下,向2 L的密闭容器中充入N2和O2各1 mol,5分钟后O2的物质的量为0.5 mol,则N2的反应速率为___。
(2)假定该反应是在恒容条件下进行,判断该反应达到平衡的标志___(填字母序号)。
A.消耗1 mol N2同时生成1 mol O2
B.混合气体密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变
D.2v正(N2)=v逆(NO)
(3)将N2、O2的混合气体充入恒温恒容密闭容器中,下列变化趋势正确的是__(填字母序号)。
(4)向恒温恒容的密闭容器中充入等物质的量的N2和O2,达到平衡状态后再向其中充入一定量NO,重新达到化学平衡状态。与原平衡状态相比,此时平衡混合气体中NO的体积分数_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1 mol·L-1、4.0×10-2 mol·L-1和3.0×10-3 mol·L-1,此时反应________________(填“处于化学平衡状态”“向正反应方向进行”或“向逆反应方向进行”),理由是_______________________。
【答案】 (1). 0.05 mol·L-1s-1 (2). AD (3). AC (4). 不变 (5). 向正反应方向进行 (6). 根据计算得浓度商Qc
试题分析:(1)5分钟内,△n(O2)=1mol-0.5mol=0.5mol,由N2(g)+O2(g)⇌2NO(g)可知△n(N2)=0.5mol,v(N2)===0.05mol/(L•min),故答案为:0.05mol/(L•min);
(2)A.消耗1mol N2等效于消耗1mol O2,同时生成1mol O2,故选;B.混合气体密度一直不变,故不选;C.混合气体平均相对分子质量不变,总质量是个定值,总物质的量是个定值,混合气体的平均相对分子质量一直不变,故不选;D.2v(N2)正=v(NO)正=v(NO)逆,故选;故选AD;
(3)A、该反应的正反应为吸热反应,则升高温度平衡向正反应进行,平衡常数增大,故A正确;B、加入催化剂,反应速率增大,但平衡不发生移动,故B错误;C、升高温度,反应速率增大,平衡向正反应方向移动,氮气的转化率增大,故C正确.故答案为:AC;
(4)该反应中,气体的化学计量数之和前后相等,压强对平衡移动没有影响,只要是在相同温度下,则平衡状态相同,与原平衡状态相比,此时平衡混合气中NO的体积分数,故答案为:不变;
(5)该温度下,某时刻测得容器内N2、O2、NO的浓度分别为2.5×10-1mol/L、4.0×10-2mol/L和3.0×10-3mol/L,则有该时刻生成物的浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值为:=9×10-4<K,则反应应向正反应方向进行,故答案为:向正反应方向进行因为浓度商Qc<K。
考点:考查了化学平衡的有关计算的相关知识。
22.工业上制备H2的一种重要方法是:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH=Q kJ·mol―1。已知该反应的平衡常数K与温度的关系如图所示。若在一固定的密闭容器中,850 ℃时发生上述反应,并测得容器内各物质的浓度(mol·L―1)随时间的变化关系如下表:
已知:850 ℃时该反应的化学平衡常数K=1.0,请回答下列问题:
(1)下列可以判断该反应达到化学平衡状态的是________。
A.单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO2(g)的浓度
B.反应容器内的压强不发生变化
C.混合气体中H2(g)的浓度不再发生改变
D.氢气的生成速率等于水的消耗速率
(2)Q______0(填“>”“=”或“<”)。
(3)若在850 ℃时向反应容器中充入H2O(g),K值________________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)上表中c2为________________,CO(g)的转化率为________________________。
【答案】 (1). C (2). < (3). 不变 (4). 0.18 (5). 60%
【解析】
【分析】
(1)根据平衡状态的含义和特征分析解答;
(2)根据温度对平衡常数的影响判断△H;
(3)根据影响平衡常数的因素分析解答;
(4)结合平衡常数根据三段式计算。
【详解】(1)A.任何时候,单位时间内减少CO(g)的浓度等于生成CO2(g)的浓度,不能说明到达平衡,故A错误;
B.反应前后气体的物质的量不变,温度一定,容器中压强始终不变,所以压强不发生变化,不能说明到达平衡,故B错误;
C.反应达到平衡状态时,各物质的浓度不变,说明到达平衡状态,故C正确;
D.任何时候,氢气的生成速率等于水的消耗速率,不能说明到达平衡状态,故D错误;
故答案选:C.
(2)由图可知,温度越高平衡常数越小,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△H<0;
(3)在850℃时向反应容器中充入H2O(g),平衡正向移动,但温度不变,所以平衡常数K值不变;
(4) CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
起始(mol/L) 0.200 0.300 0 0
反应(mol/L) a a a a
平衡(mol/L) 0.200-a 0.300-a a a
则
解得a=0.12
所以c2=0.300mol/L-0.12mol/L=0.18mol/L,CO(g)的转化率为0.12/0.200×100%=60%。
【点睛】本题考查化学平衡常数及影响因素、平衡移动、平衡状态的判断以及计算等,注意平衡状态的判断,选择的物理量随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。
23.现有浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠、④氯化铵、⑤醋酸铵、⑥硫酸氢铵、⑦氨水,请回答下列问题:
(1)①、②、③、④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是________(填序号)。
(2)④、⑤、⑥、⑦四种溶液中NH4+浓度由大到小的顺序是________(填序号)。
(3)将③和④按体积比1∶2混合后,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是________________。
(4)已知t ℃时,Kw=1×10-13,则t ℃________(填“>”“<”或“=”)25 ℃。在t ℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a∶b=________。
【答案】 (1). ④②③① (2). ⑥④⑤⑦ (3). c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+) (4). > (5). 9∶2
【解析】
试题分析:(1)氯化铵为强酸弱碱盐,水解促进水的电离,醋酸为弱酸,溶液中氢离子浓度较小,硫酸和氢氧化钠为强电解质,浓度相同时,硫酸对水的电离抑制程度较大;(2)氯化铵、醋酸铵、硫酸氢铵溶液中都存在,氯化铵属于强电解质,能完全电离,硫酸氢铵存在大量的氢离子,抑制铵根离子的水解,醋酸铵为弱酸强碱盐,相互促进水解,铵根离子浓度最大,氨水为弱电解质,难以电离,因此铵根离子浓度最小;(3)混合后,溶液溶质为氯化钠和氯化铵、氨水,据物料守恒可知氯离子浓度大于铵根离子浓度,由于溶液中存在一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子,一水合氨的电离程度大于铵根离子水解程度,故铵根离子浓度大于钠离子的浓度,溶液呈碱性,则氢氧根离子浓度大于氢离子浓度;(4)水电离为吸热过程,升高温度促进电离,水离子积常数增大,所以t℃大于25℃,t℃时氢氧根离子浓度,t℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合,若所得混合溶液的pH=2,则
考点:考查溶液离子浓度比较以及盐类水解和弱电解质电离的相关知识点。
24.(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。
①在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是________。
A.KMnO4 B.H2O2 C.氯水 D.HNO3
②然后再加入适当物质调整溶液至pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,调整溶液pH可选用下列中的________。
A.NaOH B.NH3·H2O C.CuO D.Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________,Fe3+完全沉淀[即c(Fe3+)≤1.0×10-5 mol·L-1]时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)
【答案】 (1). B (2). CD (3). 4 (4). 3 (5). 可行
【解析】
【分析】
(1)根据除杂质至少要满足两个条件:①加入的试剂只能与杂质反应,不能与原物质反应;②反应后不能引入新的杂质,调整溶液的pH时,加入的物质不能引进新的杂质粒子,以此来解答;
(2)依据氢氧化铜的溶度积常数计算溶液中的氢离子浓度计算pH;结合氢氧化铁溶度积和残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时就认为沉淀完全分析解答。
【详解】(1)①KMnO4、氯水、HNO3虽然能氧化亚铁离子,但会引进新的杂质。只有双氧水氧化后生成水,双氧水受热见光易分解,没有多余杂质,答案选B;
②调整溶液的pH时,加入的物质不能引进新的杂质离子,氢氧化钠中含有钠离子,氨水反应后生成铵根离子,所以氢氧化钠和氨水能引进新的杂质离子,CuO粉末、Cu(OH)2悬浊液反应后生成铜离子和水而不引进新的杂质离子,故答案选CD;
(2)Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,溶液中CuSO4的浓度为3.0mol•L-1,c(Cu2+)=3.0mol•L-1,依据溶度积常数c(Cu2+)×c2(OH-)=3.0×10-20可知c2(OH-)=3×10-20/3.0 mol•L-1=10-20 mol•L-1,解得c(OH-)=10-10mol/L,则溶液中c(H+)=10-4mol/L,所以pH=4,即氢氧化铜开始沉淀时溶液的pH为4;残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol•L-1时就认为沉淀完全,Fe(OH)3的溶度积Ksp=1.0×10-38,c(Fe3+)×c3(OH-)=1.0×10-38;c3(OH-)=1.0×10-38/10-5 mol•L-1=1.0×10-33 mol•L-1,解得c(OH-)=1×10-11mol/L,因此溶液中c(H+)=10-3mol/L,则pH=3;通过计算可知pH=4能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,则方案可行。
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