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【化学】贵州省都匀市都匀第一中学2018-2019学年高二上学期期末考试
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贵州省都匀市都匀第一中学2018-2019学年高二上学期期末考试
1.化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A. 食品、蔬菜贮存在冰箱或冰柜里
B. 家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥
C. 制造蜂窝煤时加入生石灰
D. 把块状煤碾成粉状再燃烧
【答案】C
【解析】
【详解】A.低温冷藏使食品延缓变质,是降低温度使反应速率减慢,A项排除;B.在潮湿的情况下,铁锅、铁铲易发生电化学腐蚀,腐蚀速率较快,保持其干燥,可以极大减缓其腐蚀速率,B项排除;C.制造蜂窝煤时加入生石灰,是为了减少二氧化硫的排放,发生反应为:2CaO+O2+2SO22CaSO4,与反应速率无关,C项可选;D.把块状煤碾成粉状再燃烧,能够增大反应物之间的接触面积,增大反应速率,D项排除。答案选C项。
2.反应A+B→C分两步进行:①A+B→X,②X→C,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+B→X的活化能。下列有关叙述正确的是
A. X是反应A+B→C的催化剂
B. 反应A+B→C的ΔH<0
C. E2表示反应X→C的活化能
D. 加入催化剂可改变反应A+B→C的焓变
【答案】B
【解析】
【详解】A.X是总反应的中间产物,在第一步反应中生成,在第二步反应中消耗,如果X是总反应的催化剂,则应该在第一步反应中消耗,在第二步反应中生成,A项错误;B.从图象中明显看出,反应物A、B的总能量高于生成C的决能量,反应放热,ΔH<0,B项正确;C.E2表示的是X→C的逆反应的活化能,C项错误;D.焓变和反应物、生成物的总能量有关,与反应变化过程无关,催化剂只通过改变反应途径而改变反应速率,不改变反应的焓变,D项错误。
3.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的分类完全正确的是
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H2CO3
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
CO2
Cl2
【答案】C
【解析】
【分析】
强电解质是指在水中完全电离成离子的电解质;弱电解质是指在水中不完全电离,只有部分电离的电解质;在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质,据此解答。
【详解】A、金属铁属于单质,不属于电解质,也不是非电解质,A错误;
B、NH3属于非电解质,不属于电解质,BaSO4属于强电解质,B错误;
C、CaCO3属于强电解质,碳酸是弱酸,属于弱电解质,二氧化碳是非电解质,C正确;
D、氯气属于单质,不属于电解质,也不是非电解质,D错误。
答案选C。
【点睛】本题解题的关键:明确电解质的强弱与电离程度有关,不能根据电解质溶液的导电性强弱划分强弱电解质。易错项B,BaSO4虽然难溶,但溶解的部分全部电离,属于强电解质。
4.下列关于金属的腐蚀及防护说法不正确的是
A. 若马口铁(镀锡铁)镀层破损,铁的腐蚀速率将加快
B. 为了防止钢铁设备腐蚀,利用外加电流的阴极保护法,应另附加一惰性电极作阴极
C. 可以采用改变金属组成或结构的方法减缓金属腐蚀
D. 为保护海轮的金属船壳,利用牺牲阳极的阴极保护法,常在船壳上镶入锌块
【答案】B
【解析】
试题分析:A、马口铁(镀锡)的表面一旦破损,构成原电池,Fe为负极,则铁腐蚀加快,正确;B、电解池中,阳极被腐蚀,阴极被保护,故应将钢铁的设备做阴极,错误. C、将金属制成合金,即改变金属的组成和结构,能起到很好的防止腐蚀的作用,正确; D、海轮外壳镶嵌锌块,此时铁作为原电池的正极金属而被保护,不易腐蚀,是采用了牺牲阳极的阴极保护法,正确;故选D.
考点:考查原电池的工作原理
5.改变下列一个条件,通过提高活化分子的百分率来改变反应速率的是
A. 增加固体反应物表面积
B. 加压
C. 加大反应物浓度
D. 加催化剂
【答案】D
【解析】
【分析】
活化分子的百分率的改变,通常是通过温度的改变或使用催化剂引起的。
【详解】A. 增加固体反应物表面积,并不影响活化分子的百分率,A项排除;
B. 增大压强,只增大了单位体积的活化分子数,活化分子百分率不变,B项排除;
C. 加大反应物浓度,也只是增大了单位体积的活化分子数,活化分子百分率不变,C项排除;
D. 加催化剂,改变了反应途径,极大地降低了反应的活化能,提高了活化分子的百分率,D项可选;答案选D项。
【点睛】催化剂分为正催化剂和负催化剂。如无特别说明,平常所说的催化剂,均指正催化剂。
6.常温下,某无色溶液中由水电离出来的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,该溶液中一定能大量存在的离子组是
A. Na+、K+、MnO4-、SO42-
B. Mg2+、NH4+、SO42-、Cl-
C. Na+、Cl-、NO3-、SO42-
D. Na+、K+、CO32-、NO3-
【答案】C
【解析】
【分析】
常温这一条件,可以使用Kw=10-14这一数据。无色溶液,排除溶液中的有色离子,由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,c(H+)<1×10-7 mol·L-1,说明水的电离受到了抑制,可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液。
【详解】A. 含有MnO4-溶液是紫红色的,A项排除;
B.如是碱性溶液,Mg2+、NH4+将不能大量存在;
C.带入大量H+或OH-进行校验,与所给的四种离子均能共存,四种离子间也不发生反应,
C项正确;
D.如是酸性溶液,CO32-将不能大量存在,D项错误;答案选C项。
【点睛】一是看清题给的氢离子浓度信息,只能确定是强酸性或强碱性溶液;一是看清题干是“一定”还是“可能”。
7.下列事实不能用勒夏特列原理解释是
A. 钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中容易生锈
B. 实验室常用排饱和食盐水法收集氯气
C. 红棕色的 NO2,加压后气体颜色先变深后变浅
D. 工业利用反应:Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+ K(g)制取金属钾
【答案】A
【解析】
【详解】钢铁在潮湿的空气中生锈不是可逆过程,与勒夏特列原理无关;氯气溶于水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,产生氯离子,而饱和食盐水中有大量的氯离子,使得此平衡左移,减少了氯气的溶解损耗,B项排除;红棕色的NO2气体加压后,因为NO2的浓度变大而颜色加深,因为2NO2N2O4平衡右移而颜色变浅,但比原来深,C项排除;因为钠的沸点高于K的沸点,控制温度范围,使金属钠为液体而金属钾为气态,钾蒸气的逸出,使Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+ K(g)平衡右移,D项排除。
【点睛】勒夏特列平衡移动原理,不仅适用于化学平衡,还适用于弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡,甚至生活中涉及的平衡等。
8.下列热化学方程式中,正确的是
A. 甲烷的燃烧热为 890.3 kJ·molˉ1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=-890.3 kJ·molˉ1
B. 500℃、30MPa 下,将 0.5mol N2和 1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g),放热 19.3 kJ,其热化学方程式为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g); △H =-38.6 kJ·molˉ1
C. 稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合, 其热化学方程式为:(已知:中和热数值为57.3 kJ·molˉ1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1); △H =-57.3 kJ·molˉ1
D. 1molH2完全燃烧放热 142.9kJ ,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);△H =+285.8 kJ·molˉ1
【答案】C
【解析】
A、水的状态应该是液态,A错误;B、反应是可逆反应,不知道转化率,不能计算反应热,B错误;C、中和热是在一定条件下,稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量,热化学方程式正确,C正确;D、在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,燃烧是放热反应,D错误,答案选C。
9.某课外活动小组,将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞溶液,按图装置进行实验,数分钟后观察,下列现象不可能出现的是
A. B中导气管里形成一段水柱
B. B中导气管中产生气泡
C. 金属片剪口处溶液变红
D. 锌被腐蚀
【答案】B
【解析】
镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,形成的原电池中,金属锌为负极,发生反应:Zn-2e-=Zn2+,铁为正极,发生吸氧腐蚀,即2H2O+O2+4e-=4OH-,所以锥形瓶中气体压强减小,生成的氢氧根离子遇到酚酞会显示红色;A.锥形瓶中金属发生吸氧腐蚀,瓶中气体压强减小,导气管里形成一段水柱,故A正确;B.原电池形成后没有气体生成,所以B中导气管不会产生气泡,故B错误;C.锥形瓶中金属发生吸氧腐蚀,生成的氢氧根离子遇到酚酞会显示红色,故C正确;D.形成的原电池中,金属锌为负极,发生反应:Zn-2e-=Zn2+,故D正确;故选B。
点睛:理解金属的吸氧腐蚀的工作原理是解题的关键,镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,形成的原电池中,金属锌为负极,铁为正极,发生吸氧腐蚀,根据原电池的工作原理知识来回答即可。
10.对可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);ΔH<0,下列图像正确的是
【答案】A
【解析】
【详解】A.只增加氧气的浓度,则正反应速率增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,与图象吻合,A正确;
B.正反应为放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,二氧化硫的转化率降低,图象不符,B错误;
C.增大压强平衡正向移动,转化率增大,但反应速率增大,到达平衡所用时间较少,图象不符,C错误;
D.加入催化剂,反应速率增大,到达平衡所用时间减少,但平衡不移动,图象不符,D错误;
答案选A。
【点睛】本题以图象题的形式考查外界条件对化学平衡的影响,题目难度中等,注意根据反应的化学方程式判断,为解答该题的关键。另外需要注意图像题的答题技巧,例如先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。再比如定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。
11.下列有关说法正确的是
A. 将AlCl3溶液蒸干、灼烧至恒重,最终剩余固体是AlCl3
B. 反应Hg(l)+H2SO4(aq) = HgSO4(aq)+H2(g)在常温下不能自发进行,则△H<0
C. 将纯水加热至较高温度,KW变大、pH变小、呈酸性
D. 锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡,再将不溶物用稀盐酸溶解除去
【答案】BD
【解析】
试题分析:A.AlCl3是强酸弱碱盐,水解产生氢氧化铝和HCl,由于HCl有挥发性,所以随着水分的蒸发而挥发,蒸干得到的是氢氧化铝,再灼烧氢氧化铝分解最后得到的是Al2O3,错误;B.反应Hg(1)+H2SO4(aq) = HgSO4(aq)+H2(g)在常温下不能自发进行,是由于该反应是体系混乱程度增大的反应,则△H>0, △G>0,正确;C.水是若电解质,升高温度会促进水的动力,所以将纯水加热至较高温度,K变大、pH变小,但是由于水电离产生的H+的浓度与OH-的浓度相等,所以溶液仍然呈中性,错误;D.锅炉中沉积的CaSO4在水中存在沉淀溶解平衡,当用饱和Na2CO3溶液浸泡,会发生沉淀的转化,产生溶解度更小的CaCO3,利用其能够与盐酸反应产生可溶性的物质将其溶解除去,正确。
考点:考查盐的水解、反应的自发性、弱电解质的电离和沉淀溶解平衡的转化的知识。
12.在一定温度下,10mL 1.0mol/L H2SO4与Zn粒发生反应。不同时刻测定生成H2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
1
3
5
7
9
V(H2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A. 0~5 min的平均反应速率:v(H2SO4)≈0.02mol/(L•min)
B. 5~9 min的平均反应速率:v(H2SO4)< 0.02mol/(L•min)
C. 反应到5 min时,c(H2SO4)=0.010mol/L
D. 反应到5 min时,Zn溶解了65mg
【答案】C
【解析】
【分析】
据反应方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,根据反应速率定义式进行求算。
【详解】A. 0~5min生成氢气的物质的量为0.001mol,则消耗H2SO40.001mol,其物质的量浓度改变了0.1mol/L,则用H2SO4表示的平均反应速率:v(H2SO4)≈0.02mol/(L•min),A项正确;
B. 温度不变,随着反应的进行,硫酸的浓度越来越小,反应速率越来越慢,所以用H2SO4表示的5~9 min的平均反应速率比0~5min的[ 0.02mol/(L•min)]的小,B项正确;
C. 反应到5 min时,硫酸反应消耗了0.001mol,剩余 0.009mol,所以此时H2SO4的浓度为c(H2SO4)=0.9mol/L,C项错误;
D. 反应到5 min时,Zn溶解了0,001mol,其质量为65mg,D项正确。答案选C项。
13.在一定条件下,N2O氧化NO生成N2和NO2的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 反应生成1mol N2时转移4mole-
B. 反应物的总能量大于生成物的总能量
C. N2O(g)+NO(g)═N2(g)+NO2(g); △H=-139 kJ/mol
D. 反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学反应与能量变化、氧化还原反应。
【详解】A. 发生的反应为N2O+NO═N2+NO2,N2O发生还原反应生成1mol N2时转移2mol e-,A项错误;
B. 由图象可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,B项正确;
C. 该反应的焓△H=209kJ/mol-348kJ/mol=-139 kJ/mol,C项正确;
D.该反应是放热反应,所以反应中断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,D项正确。答案选A项。
【点睛】看清图象的纵横坐标,明确图中数据的涵义,做好信息的处理和加工。
14.已知一定温度下合成氨的化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4 kJ/mol,在恒温、恒压的密闭容器中进行如下实验:①通入1mol N2和3 mol H2,达平衡时放出热量为Q1,②通入2mol N2和6mol H2,达平衡时放出热量为Q2,则下列关系正确的是
A. Q2=2Q1
B. Q1<0.5Q2
C. Q1=Q2<184.8 kJ
D. Q1=Q2<92.4 kJ
【答案】A
【解析】
【详解】热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,表示在一定的条件下,1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出的热量是92.4kJ。恒温恒压下,①、②两个容器投料配比相同,所以二者为等效平衡。由于②中投料量是①中的2倍,所以反应达平衡时放出的热量比也是1:2,即Q2=2Q1,A项正确,所以其它三项错误。
15.某化学学习小组学习电化学后,设计了以甲、乙两池作原电池的实验装置。下列说法正确的是
A. 合上电键后,盐桥中的阳离子向甲池移动
B. 合上电键后一段时间,丙池中溶液的pH增大
C. 合上电键后,丁池中有金属镁析出
D. 合上电键后,甲池中锌电极为原电池负极
【答案】D
【解析】
【详解】A.盐桥为原电池的内电路,合上电键后,内电路中的阳离子向正极(即乙池)移动,A项错误;B. 丙池是一个电解池,石墨是阳极,银是阴极。合上电键后一段时间,丙池中阳极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极发生反应:2Ag++2e-=2Ag,因生成了H+,溶液的pH减小,B项错误;C. 丁池是一个电解池,为惰性电极电解氯化镁溶液,阴极析出的不是镁,而是氢气,同时生成氢氧化镁沉淀,C项错误;D. 合上电键后,甲池、乙池中自发的氧化还原反应为:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,锌电极为原电池负极,D项正确。答案选D项。
16.已知电导率越大导电能力越强。常温下用0.10 mol·L-1NaOH溶液分别滴定10mL浓度均为0.10 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线①代表滴定盐酸的曲线
B. 滴定醋酸的过程应该选择甲基橙作为指示剂
C. a、b、c三点溶液中水的电离程度:c>a>b
D. b点溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
【答案】D
【解析】
醋酸是弱酸、盐酸是强酸。同浓度的盐酸、醋酸溶液,盐酸的导电能力强,所以曲线①代表醋酸、曲线②代表盐酸,故A错误;氢氧化钠滴定醋酸,终点时溶液呈碱性,所以应该用酚酞作为指示剂,故B错误;a点表示醋酸钠溶液、c点表示氯化钠溶液、b点表示氢氧化钠与醋酸钠的混合液, b点水电离受到氢氧化钠的抑制,a点水电离受到醋酸钠的促进,c点氯化钠对水电离无影响,所以a、b、c三点溶液中水的电离程度:a>c>b,故C错误;b点表示等浓度的氢氧化钠与醋酸钠的混合液,根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+c(CH3COO-);根据物料守恒c(Na+)= 2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH);所以c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),故c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH),D正确。
点睛:强酸、强碱滴定,达到滴定终点时溶液呈中性,可以用甲基橙或酚酞作指示剂;强酸、弱碱滴定,达到滴定终点时溶液呈酸性,可以用甲基橙作指示剂;弱酸、强碱滴定,达到滴定终点时溶液呈碱性,可以用酚酞作指示剂。
17.I.中和热测定:
(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、________、________。
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·Lˉ1的盐酸,还需加入的试剂是________(填序号)。
a.50 mL 0.50 mol·Lˉ1NaOH溶液
b.50 mL 0.55 mol·Lˉ1NaOH溶液
c.1.0 g NaOH固体
II.现用中和滴定测定某盐酸的浓度,有关数据记录如下:
滴定序号
待测液体积(mL)
所消耗烧碱标准液的体积(mL)
滴定前
滴定后
消耗的体积
1
25.00
0.50
25.12
24.62
2
25.00
/
/
/
3
25.00
5.00
29.58
24.58
(3)应用______式滴定管盛装0.2500 mol/L烧碱标准液,锥形瓶中装有25.00mL待测盐酸溶液。
(4)如图表示第二次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。该次滴定所用标准烧碱溶液体积为_________mL。
(5)根据所给数据,计算出该盐酸的物质的量浓度(注意保留合适的有效数字),c (HCl) = _____________ 。
(6)读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使最终测定结果_________ (填“无影响”、“偏高”、“偏低”。下同);若装标准液的滴定管在装液前未用标准NaOH溶液润洗,会使最终测定结果_________。
【答案】 (1). 玻璃棒 (2). 环形玻璃搅拌棒 (3). b (4). 碱 (5). 24.60 (6). 0.2460mol/L (7). 偏低 (8). 偏高
【解析】
【详解】(1)中和热测定实验中,还需要使用的玻璃仪器有玻璃棒、环形玻璃搅拌棒;(2)通常加入稍过量的NaOH溶液,使盐酸充分反应。注意c项中氢氧化钠溶于水要放热,显然不合适;(3)准确量取一定体积的氢氧化钠溶液应使用碱式滴定管,氢氧化钠会腐蚀酸式滴定的磨口玻璃活塞部分;(4)滴定前碱式滴定管的读数为0.30mL,滴定后滴定管的读数为24.90mL,所量取的NaOH溶液的体积为24.60mL。(5)三次数据相差较小,均有效,取其平均值为24.60mL,所以c(HCl)=0.2500mol/L×=0.2460mol/L;(6)滴定前仰视,滴定后俯视,将造成最终读取的体积数值偏小,所以以此数据计算的盐酸的浓度偏低(自己做此问时,最好画一个示意图);若滴定管盛装标准液前未润洗,则标准液被稀释,滴定时耗用的体积增多,以此计算得到的盐酸的浓度偏高。
18.醋酸、盐酸和碳酸钠是生活中常见的物质。
(1)碳酸钠水溶液显碱性的原因是(用离子方程式表示)_____________________。
(2)泡沫灭火剂中装有Al2(SO4)3溶液、NaHCO3溶液及起泡剂,写出使用时发生反应的离子方程式___________________________________________。
(3)25 ℃时,浓度均为0.1 mol·Lˉ1的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确是_______。
a.两溶液的pH相同
b.两溶液的导电能力相同
c.两溶液中由水电离出的c(OH-)相同
d.中和等物质的量的NaOH,消耗两溶液的体积相同
(4)25 ℃时, pH=4的醋酸溶液和氯化铵溶液,醋酸溶液中水电离出的c(H+)与氯化铵溶液中水电离出的c(H+)之比是________________。
(5)醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,下列叙述不正确的是___
a.CH3COOH溶液中离子浓度关系满足:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
b.0.1 mol·Lˉ1 的CH3COOH 溶液加水稀释,溶液中c(OH-)减小
c.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动
d.常温下,pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH>7
e.室温下pH=3的醋酸溶液加水稀释,溶液中不变
(6)浓度均为0.1mol/L的醋酸溶液和氢氧化钠溶液按体积比2:1混合,混合后溶液中离子浓度从大到小排序为______________________________________________________ 。
【答案】 (1). CO32-+H2OOH-+ HCO3- (2). Al3++3HCO3-= Al(OH)3↓+ 3CO2↑ (3). d (4). 10-6:1(或1:106) (5). bd (6). c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)
【解析】
【详解】(1).碳酸钠作为强碱弱酸盐,碳酸根离子要发生水解,且以第一步水解为主,所以碳酸钠水解的离子方程式表示为:CO32-+H2OOH-+ HCO3-;(2)Al3+和HCO3-将发生双水解反应:Al3++3HCO3-= Al(OH)3↓+ 3CO2↑,注意标出沉淀符号和气体生成符号;(3)25 ℃时,浓度均为0.1 mol·Lˉ1的盐酸和醋酸溶液,盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,所以醋酸溶液的pH大于盐酸,a项不选;溶液的导电能力与离子所带电荷和离子的浓度有关。两溶液中每个离子均带一个单位电荷,所以溶液的导电性差异是因为离子浓度不同,盐酸中离子浓度大,导电性相对较好,b项不选;两溶液中的pH不同,水的电离被抑制的程度不同,所以水电离出的c(OH-)不同,C项不选;因两酸均是一元酸且浓度相同,所以中和NaOH的能力相同, d项可选;所以答案选d; (4) 25 ℃时,pH=4的醋酸溶液中,OH-是水电离产生:c(OH-)为10-10mol/L,所以水溶液出的c(H+)也为10-10mol/L;25 ℃时,pH=4氯化铵溶液中,H+是由水电离提供,所以水电离出的c(H+)=10-4mol/L,因此两溶液中水电离出的c(H+)之比是 10-6:1(或1:106);所以答案为:10-6:1(或1:106);(5).a项正确,所给的是醋酸溶液中的电荷守恒或质子守恒;b项错误,0.1 mol·Lˉ1 的CH3COOH 溶液加水稀释,溶液中c(H+)减小,则c(OH-)要增大,方能保证二者乘积不变;c项正确,加入醋酸钠固体,增大了CH3COO-的浓度,平衡向左移动;d项错误,醋酸是弱酸,只部分电离,pH=2 时,它电离的H+恰好与NaOH反应完全,醋酸大量剩余,溶液显酸性,pH<7;e项正确,将所给式子分子分母同乘以c(H+)得;答案选bd;(6)所得溶液相当于醋酸钠和醋酸以物质的量之比1:1混合形成溶液,此时电离作用大于水解作用,溶液显酸性:c(H+)>c(OH-),为保持溶液电中性,必有:c(CH3COO-)> c(Na+),所以所得溶液中离子浓度大小关系为:c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)。本题答案为:c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)。
19.近年来,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0,在一定温度下,在一体积恒定的密闭容器中充入一定量的NO(g)和CO(g)在t1时刻达到平衡状态。若要同时提高该反应的速率和NO(g)的转化率,可采取的措施_______________。(写一条)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将煤气化转化为水煤气,其反应原理为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ; △H=+131.3kJ/mol。
①该反应在_________下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②水煤气燃烧过程中产生的CO2气体可以与“84消毒液”的主要成分NaClO发生反应,该反应的离子方程式为:___________________________________________________。(已知:HClO:Ka=3.0×10ˉ8;H2CO3:Ka1=4.30×10ˉ7;Ka2=5.61×10ˉ11)
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
1
650
4
2
1.6
6
2
900
2
1
0.4
3
3
900
a
b
c
t
①实验1条件下平衡常数K=________________(保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是______。
③该反应的△H ____0(填“<”或“>”);若900℃时,另做一组实验,在此容器中加入10molCO,5mo1H2O,2mo1CO2,5molH2,此时v(正) ___v(逆)(填“<”,“>”,“=”)。
【答案】 (1). 再充入CO气体 (2). 高温 (3). CO2+ ClO-=HClO+ HCO3- (4). 2.67 (5). a 【解析】
【详解】(1)该密闭容器体积已恒定,温度已不变,所以增大反应物CO的浓度,既可以增大反应速率,又可以使平衡向右移动而提高NO转化率;(2)①△G=△H-T△S,反应要自发,△G要小于0,反应吸热不利于自发,所以要调高温度,使△G小于0,所以正确答案为:高温;②因H2CO3Ka1大于HClO的Ka,即酸性H2CO3大于HClO,所以反应肯定生成HClO,关键是生成HCO3-还是CO32-的问题。如生成CO32-,由根据所给的HClO的Ka和H2CO3的Ka2可知,HClO能与CO32-反应生成HCO3-,所以产生应是HCO3-,反应的离子方程式为:CO2+ ClO-=HClO+ HCO3-,本题答案为CO2+ClO-=HClO+HCO3-;(3)①650℃时,列出该反应的三段式:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始(mol)4 2 0 0
变化(mol)1.6 1.6 1.6 1.6
平衡(mol)2.4 0.4 1.6 1.6
因为容器的体积是2L,所以平衡常数。本题答案为2.67。②据化学方程式,CO和H2O反应配比为1:1,要增加CO的转化率,只需增加水蒸气的相对量即可,即a CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始 2 1 0 0
变化 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡 1.6 0.6 0.4 0.4
所以平衡常数,投料时的Qc=>0.17,所以反应向左进行,即v(正)
20.(1)现用氯化铜晶体(CuCl2·2H2O,含少量FeCl2杂质)制取纯净的CuCl2·2H2O,先将其制成水溶液,后按如图步骤进行提纯:
已知:相关物质的溶度积常数见下表:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ksp
2.0×10ˉ20
1.0×10ˉ38
1.64×10ˉ14
请回答下列问题:
①请从下列物质中选出第一步中需加入的X( )
a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4 d.HNO3
②溶液Ⅱ中含有少量的Fe3+,如何检验该离子的存在:_____________________________。
③若此时溶液中的c(Cu2+)=0.02mol/L,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,可加入CuO固体,使溶液中的Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀且不沉淀Cu2+,调节pH的范围是_______。(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于或等于1×10ˉ5 mol/L时就认为沉淀完全)。
④由溶液Ⅲ得到CuCl2·2H2O晶体的操作是___________________________________。
(2)镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:Cd+2NiO(OH)+H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
回答下列问题:
①放电时,金属Cd作_______极;
②充电时的阳极电极反应式为_____________________________________________。
③充电时,当电路中通过0.2moleˉ,阴极质量将_______(填“增加”、“减少”)___g。
【答案】 (1). b (2). 取少量溶液Ⅱ,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变成血红色,则证明有Fe3+。 (3). 3≤pH<5(不可以等于5) (4). 在HCl气流中蒸发浓缩,冷却结晶 (5). 负 (6). Ni(OH)2-e-+ OH-= NiO(OH)+ H2O (7). 减少 (8). 3.4
【解析】
【详解】(1)①从整个流程分析,加入X是为了将Fe2+氧化成Fe3+,所给四种物质均能实现这一目的,但是NaClO将在溶液中引入Na+杂质,KMnO4将在溶液中引入K+和Mn2+等杂质,HNO3将在溶液中引入NO3-,而且产生的氮的氧化物会引起环境污染,所以选用“绿色”氧化剂H2O2,其还原产物为水。②检验Fe3+,先是取样,然后加KSCN溶液,进行检验。所以答案为:“取少量溶液Ⅱ,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变成血红色,则证明有Fe3+”。③调节pH的目的是使溶液中的Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀且不沉淀Cu2+。Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,残留在溶液中的Fe3+浓度小于或等于1×10ˉ5mol/L ,以代入Ksp计算得c(OH-)大于或等于10-11,即3≤pH;根据Cu(OH)2的Ksp,将c(Cu2+)=0.02mol/L代入求得c(OH-)=10-9,所以要控制pH<5;所以控制pH的范围是3≤pH<5;所以答案为:3≤pH<5;④因CuCl2 加热时水解平衡CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl会右移,因此在蒸发时要通入HCl气流。所以正确的答案为:在HCl气流中蒸发浓缩,冷却结晶;(2)①放电时,所给式子从左往右看,此时Cd的化合价升高,所以Cd作负极;②充电时,所给式子从右往左看,阳极发生的氧化反应,其对应的电极反应式为:Ni(OH)2-e-+OH-= NiO(OH)+ H2O;所以正确答案是:Ni(OH)2-e-+OH-= NiO(OH)+ H2O;③充电时阴极发生反应:Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-,阴极质量要减小,减少的质量即是生成的OH-的质量。此时得电子的物质的量与OH-的物质的量相等,所以生成的OH-的物质的量也是0.2mol,其质量为3.4g。
1.化学与生产、生活密切相关。下列事实与化学反应速率无关的是
A. 食品、蔬菜贮存在冰箱或冰柜里
B. 家用铁锅、铁铲等餐具保持干燥
C. 制造蜂窝煤时加入生石灰
D. 把块状煤碾成粉状再燃烧
【答案】C
【解析】
【详解】A.低温冷藏使食品延缓变质,是降低温度使反应速率减慢,A项排除;B.在潮湿的情况下,铁锅、铁铲易发生电化学腐蚀,腐蚀速率较快,保持其干燥,可以极大减缓其腐蚀速率,B项排除;C.制造蜂窝煤时加入生石灰,是为了减少二氧化硫的排放,发生反应为:2CaO+O2+2SO22CaSO4,与反应速率无关,C项可选;D.把块状煤碾成粉状再燃烧,能够增大反应物之间的接触面积,增大反应速率,D项排除。答案选C项。
2.反应A+B→C分两步进行:①A+B→X,②X→C,反应过程中能量变化如图所示,E1表示反应A+B→X的活化能。下列有关叙述正确的是
A. X是反应A+B→C的催化剂
B. 反应A+B→C的ΔH<0
C. E2表示反应X→C的活化能
D. 加入催化剂可改变反应A+B→C的焓变
【答案】B
【解析】
【详解】A.X是总反应的中间产物,在第一步反应中生成,在第二步反应中消耗,如果X是总反应的催化剂,则应该在第一步反应中消耗,在第二步反应中生成,A项错误;B.从图象中明显看出,反应物A、B的总能量高于生成C的决能量,反应放热,ΔH<0,B项正确;C.E2表示的是X→C的逆反应的活化能,C项错误;D.焓变和反应物、生成物的总能量有关,与反应变化过程无关,催化剂只通过改变反应途径而改变反应速率,不改变反应的焓变,D项错误。
3.下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的分类完全正确的是
A
B
C
D
强电解质
Fe
NaCl
CaCO3
HNO3
弱电解质
CH3COOH
NH3
H2CO3
Fe(OH)3
非电解质
蔗糖
BaSO4
CO2
Cl2
【答案】C
【解析】
【分析】
强电解质是指在水中完全电离成离子的电解质;弱电解质是指在水中不完全电离,只有部分电离的电解质;在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质,据此解答。
【详解】A、金属铁属于单质,不属于电解质,也不是非电解质,A错误;
B、NH3属于非电解质,不属于电解质,BaSO4属于强电解质,B错误;
C、CaCO3属于强电解质,碳酸是弱酸,属于弱电解质,二氧化碳是非电解质,C正确;
D、氯气属于单质,不属于电解质,也不是非电解质,D错误。
答案选C。
【点睛】本题解题的关键:明确电解质的强弱与电离程度有关,不能根据电解质溶液的导电性强弱划分强弱电解质。易错项B,BaSO4虽然难溶,但溶解的部分全部电离,属于强电解质。
4.下列关于金属的腐蚀及防护说法不正确的是
A. 若马口铁(镀锡铁)镀层破损,铁的腐蚀速率将加快
B. 为了防止钢铁设备腐蚀,利用外加电流的阴极保护法,应另附加一惰性电极作阴极
C. 可以采用改变金属组成或结构的方法减缓金属腐蚀
D. 为保护海轮的金属船壳,利用牺牲阳极的阴极保护法,常在船壳上镶入锌块
【答案】B
【解析】
试题分析:A、马口铁(镀锡)的表面一旦破损,构成原电池,Fe为负极,则铁腐蚀加快,正确;B、电解池中,阳极被腐蚀,阴极被保护,故应将钢铁的设备做阴极,错误. C、将金属制成合金,即改变金属的组成和结构,能起到很好的防止腐蚀的作用,正确; D、海轮外壳镶嵌锌块,此时铁作为原电池的正极金属而被保护,不易腐蚀,是采用了牺牲阳极的阴极保护法,正确;故选D.
考点:考查原电池的工作原理
5.改变下列一个条件,通过提高活化分子的百分率来改变反应速率的是
A. 增加固体反应物表面积
B. 加压
C. 加大反应物浓度
D. 加催化剂
【答案】D
【解析】
【分析】
活化分子的百分率的改变,通常是通过温度的改变或使用催化剂引起的。
【详解】A. 增加固体反应物表面积,并不影响活化分子的百分率,A项排除;
B. 增大压强,只增大了单位体积的活化分子数,活化分子百分率不变,B项排除;
C. 加大反应物浓度,也只是增大了单位体积的活化分子数,活化分子百分率不变,C项排除;
D. 加催化剂,改变了反应途径,极大地降低了反应的活化能,提高了活化分子的百分率,D项可选;答案选D项。
【点睛】催化剂分为正催化剂和负催化剂。如无特别说明,平常所说的催化剂,均指正催化剂。
6.常温下,某无色溶液中由水电离出来的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,该溶液中一定能大量存在的离子组是
A. Na+、K+、MnO4-、SO42-
B. Mg2+、NH4+、SO42-、Cl-
C. Na+、Cl-、NO3-、SO42-
D. Na+、K+、CO32-、NO3-
【答案】C
【解析】
【分析】
常温这一条件,可以使用Kw=10-14这一数据。无色溶液,排除溶液中的有色离子,由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,c(H+)<1×10-7 mol·L-1,说明水的电离受到了抑制,可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液。
【详解】A. 含有MnO4-溶液是紫红色的,A项排除;
B.如是碱性溶液,Mg2+、NH4+将不能大量存在;
C.带入大量H+或OH-进行校验,与所给的四种离子均能共存,四种离子间也不发生反应,
C项正确;
D.如是酸性溶液,CO32-将不能大量存在,D项错误;答案选C项。
【点睛】一是看清题给的氢离子浓度信息,只能确定是强酸性或强碱性溶液;一是看清题干是“一定”还是“可能”。
7.下列事实不能用勒夏特列原理解释是
A. 钢铁在潮湿的空气中比在干燥的空气中容易生锈
B. 实验室常用排饱和食盐水法收集氯气
C. 红棕色的 NO2,加压后气体颜色先变深后变浅
D. 工业利用反应:Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+ K(g)制取金属钾
【答案】A
【解析】
【详解】钢铁在潮湿的空气中生锈不是可逆过程,与勒夏特列原理无关;氯气溶于水发生反应:Cl2+H2OHCl+HClO,产生氯离子,而饱和食盐水中有大量的氯离子,使得此平衡左移,减少了氯气的溶解损耗,B项排除;红棕色的NO2气体加压后,因为NO2的浓度变大而颜色加深,因为2NO2N2O4平衡右移而颜色变浅,但比原来深,C项排除;因为钠的沸点高于K的沸点,控制温度范围,使金属钠为液体而金属钾为气态,钾蒸气的逸出,使Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+ K(g)平衡右移,D项排除。
【点睛】勒夏特列平衡移动原理,不仅适用于化学平衡,还适用于弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡、沉淀溶解平衡,甚至生活中涉及的平衡等。
8.下列热化学方程式中,正确的是
A. 甲烷的燃烧热为 890.3 kJ·molˉ1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g);△H=-890.3 kJ·molˉ1
B. 500℃、30MPa 下,将 0.5mol N2和 1.5molH2置于密闭容器中充分反应生成 NH3(g),放热 19.3 kJ,其热化学方程式为: N2(g)+3H2(g) 2NH3(g); △H =-38.6 kJ·molˉ1
C. 稀盐酸和稀氢氧化钠溶液混合, 其热化学方程式为:(已知:中和热数值为57.3 kJ·molˉ1)H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1); △H =-57.3 kJ·molˉ1
D. 1molH2完全燃烧放热 142.9kJ ,则氢气燃烧的热化学方程式为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(1);△H =+285.8 kJ·molˉ1
【答案】C
【解析】
A、水的状态应该是液态,A错误;B、反应是可逆反应,不知道转化率,不能计算反应热,B错误;C、中和热是在一定条件下,稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量,热化学方程式正确,C正确;D、在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量是燃烧热,燃烧是放热反应,D错误,答案选C。
9.某课外活动小组,将剪下的一块镀锌铁放入试剂瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞溶液,按图装置进行实验,数分钟后观察,下列现象不可能出现的是
A. B中导气管里形成一段水柱
B. B中导气管中产生气泡
C. 金属片剪口处溶液变红
D. 锌被腐蚀
【答案】B
【解析】
镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,形成的原电池中,金属锌为负极,发生反应:Zn-2e-=Zn2+,铁为正极,发生吸氧腐蚀,即2H2O+O2+4e-=4OH-,所以锥形瓶中气体压强减小,生成的氢氧根离子遇到酚酞会显示红色;A.锥形瓶中金属发生吸氧腐蚀,瓶中气体压强减小,导气管里形成一段水柱,故A正确;B.原电池形成后没有气体生成,所以B中导气管不会产生气泡,故B错误;C.锥形瓶中金属发生吸氧腐蚀,生成的氢氧根离子遇到酚酞会显示红色,故C正确;D.形成的原电池中,金属锌为负极,发生反应:Zn-2e-=Zn2+,故D正确;故选B。
点睛:理解金属的吸氧腐蚀的工作原理是解题的关键,镀锌铁片,放入锥形瓶中,并滴入少量食盐水将其浸湿,再加数滴酚酞试液,形成的原电池中,金属锌为负极,铁为正极,发生吸氧腐蚀,根据原电池的工作原理知识来回答即可。
10.对可逆反应2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g);ΔH<0,下列图像正确的是
【答案】A
【解析】
【详解】A.只增加氧气的浓度,则正反应速率增大,且正反应速率大于逆反应速率,平衡向正反应方向移动,与图象吻合,A正确;
B.正反应为放热反应,则升高温度平衡向逆反应方向移动,二氧化硫的转化率降低,图象不符,B错误;
C.增大压强平衡正向移动,转化率增大,但反应速率增大,到达平衡所用时间较少,图象不符,C错误;
D.加入催化剂,反应速率增大,到达平衡所用时间减少,但平衡不移动,图象不符,D错误;
答案选A。
【点睛】本题以图象题的形式考查外界条件对化学平衡的影响,题目难度中等,注意根据反应的化学方程式判断,为解答该题的关键。另外需要注意图像题的答题技巧,例如先拐先平,在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的则先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。再比如定一议二,当图像中有三个量时,先确定一个量不变,再讨论另外两个量的关系,有时还需要作辅助线。
11.下列有关说法正确的是
A. 将AlCl3溶液蒸干、灼烧至恒重,最终剩余固体是AlCl3
B. 反应Hg(l)+H2SO4(aq) = HgSO4(aq)+H2(g)在常温下不能自发进行,则△H<0
C. 将纯水加热至较高温度,KW变大、pH变小、呈酸性
D. 锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡,再将不溶物用稀盐酸溶解除去
【答案】BD
【解析】
试题分析:A.AlCl3是强酸弱碱盐,水解产生氢氧化铝和HCl,由于HCl有挥发性,所以随着水分的蒸发而挥发,蒸干得到的是氢氧化铝,再灼烧氢氧化铝分解最后得到的是Al2O3,错误;B.反应Hg(1)+H2SO4(aq) = HgSO4(aq)+H2(g)在常温下不能自发进行,是由于该反应是体系混乱程度增大的反应,则△H>0, △G>0,正确;C.水是若电解质,升高温度会促进水的动力,所以将纯水加热至较高温度,K变大、pH变小,但是由于水电离产生的H+的浓度与OH-的浓度相等,所以溶液仍然呈中性,错误;D.锅炉中沉积的CaSO4在水中存在沉淀溶解平衡,当用饱和Na2CO3溶液浸泡,会发生沉淀的转化,产生溶解度更小的CaCO3,利用其能够与盐酸反应产生可溶性的物质将其溶解除去,正确。
考点:考查盐的水解、反应的自发性、弱电解质的电离和沉淀溶解平衡的转化的知识。
12.在一定温度下,10mL 1.0mol/L H2SO4与Zn粒发生反应。不同时刻测定生成H2的体积(已折算为标准状况)如下表。
t/min
0
1
3
5
7
9
V(H2)/mL
0.0
9.9
17.2
22.4
26.5
29.9
下列叙述不正确的是(溶液体积变化忽略不计)
A. 0~5 min的平均反应速率:v(H2SO4)≈0.02mol/(L•min)
B. 5~9 min的平均反应速率:v(H2SO4)< 0.02mol/(L•min)
C. 反应到5 min时,c(H2SO4)=0.010mol/L
D. 反应到5 min时,Zn溶解了65mg
【答案】C
【解析】
【分析】
据反应方程式Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,根据反应速率定义式进行求算。
【详解】A. 0~5min生成氢气的物质的量为0.001mol,则消耗H2SO40.001mol,其物质的量浓度改变了0.1mol/L,则用H2SO4表示的平均反应速率:v(H2SO4)≈0.02mol/(L•min),A项正确;
B. 温度不变,随着反应的进行,硫酸的浓度越来越小,反应速率越来越慢,所以用H2SO4表示的5~9 min的平均反应速率比0~5min的[ 0.02mol/(L•min)]的小,B项正确;
C. 反应到5 min时,硫酸反应消耗了0.001mol,剩余 0.009mol,所以此时H2SO4的浓度为c(H2SO4)=0.9mol/L,C项错误;
D. 反应到5 min时,Zn溶解了0,001mol,其质量为65mg,D项正确。答案选C项。
13.在一定条件下,N2O氧化NO生成N2和NO2的能量变化如图所示,下列说法不正确的是
A. 反应生成1mol N2时转移4mole-
B. 反应物的总能量大于生成物的总能量
C. N2O(g)+NO(g)═N2(g)+NO2(g); △H=-139 kJ/mol
D. 反应中断裂化学键吸收的能量小于形成化学键释放的能量
【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查化学反应与能量变化、氧化还原反应。
【详解】A. 发生的反应为N2O+NO═N2+NO2,N2O发生还原反应生成1mol N2时转移2mol e-,A项错误;
B. 由图象可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,B项正确;
C. 该反应的焓△H=209kJ/mol-348kJ/mol=-139 kJ/mol,C项正确;
D.该反应是放热反应,所以反应中断裂化学键吸收的总能量小于形成化学键释放的总能量,D项正确。答案选A项。
【点睛】看清图象的纵横坐标,明确图中数据的涵义,做好信息的处理和加工。
14.已知一定温度下合成氨的化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4 kJ/mol,在恒温、恒压的密闭容器中进行如下实验:①通入1mol N2和3 mol H2,达平衡时放出热量为Q1,②通入2mol N2和6mol H2,达平衡时放出热量为Q2,则下列关系正确的是
A. Q2=2Q1
B. Q1<0.5Q2
C. Q1=Q2<184.8 kJ
D. Q1=Q2<92.4 kJ
【答案】A
【解析】
【详解】热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.4kJ/mol,表示在一定的条件下,1molN2(g)和3molH2(g)完全反应生成2molNH3(g)时放出的热量是92.4kJ。恒温恒压下,①、②两个容器投料配比相同,所以二者为等效平衡。由于②中投料量是①中的2倍,所以反应达平衡时放出的热量比也是1:2,即Q2=2Q1,A项正确,所以其它三项错误。
15.某化学学习小组学习电化学后,设计了以甲、乙两池作原电池的实验装置。下列说法正确的是
A. 合上电键后,盐桥中的阳离子向甲池移动
B. 合上电键后一段时间,丙池中溶液的pH增大
C. 合上电键后,丁池中有金属镁析出
D. 合上电键后,甲池中锌电极为原电池负极
【答案】D
【解析】
【详解】A.盐桥为原电池的内电路,合上电键后,内电路中的阳离子向正极(即乙池)移动,A项错误;B. 丙池是一个电解池,石墨是阳极,银是阴极。合上电键后一段时间,丙池中阳极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+,阴极发生反应:2Ag++2e-=2Ag,因生成了H+,溶液的pH减小,B项错误;C. 丁池是一个电解池,为惰性电极电解氯化镁溶液,阴极析出的不是镁,而是氢气,同时生成氢氧化镁沉淀,C项错误;D. 合上电键后,甲池、乙池中自发的氧化还原反应为:Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4,锌电极为原电池负极,D项正确。答案选D项。
16.已知电导率越大导电能力越强。常温下用0.10 mol·L-1NaOH溶液分别滴定10mL浓度均为0.10 mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线①代表滴定盐酸的曲线
B. 滴定醋酸的过程应该选择甲基橙作为指示剂
C. a、b、c三点溶液中水的电离程度:c>a>b
D. b点溶液中:c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
【答案】D
【解析】
醋酸是弱酸、盐酸是强酸。同浓度的盐酸、醋酸溶液,盐酸的导电能力强,所以曲线①代表醋酸、曲线②代表盐酸,故A错误;氢氧化钠滴定醋酸,终点时溶液呈碱性,所以应该用酚酞作为指示剂,故B错误;a点表示醋酸钠溶液、c点表示氯化钠溶液、b点表示氢氧化钠与醋酸钠的混合液, b点水电离受到氢氧化钠的抑制,a点水电离受到醋酸钠的促进,c点氯化钠对水电离无影响,所以a、b、c三点溶液中水的电离程度:a>c>b,故C错误;b点表示等浓度的氢氧化钠与醋酸钠的混合液,根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+c(CH3COO-);根据物料守恒c(Na+)= 2c(CH3COO-)+2c(CH3COOH);所以c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH),故c(OH-)>c(H+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH),D正确。
点睛:强酸、强碱滴定,达到滴定终点时溶液呈中性,可以用甲基橙或酚酞作指示剂;强酸、弱碱滴定,达到滴定终点时溶液呈酸性,可以用甲基橙作指示剂;弱酸、强碱滴定,达到滴定终点时溶液呈碱性,可以用酚酞作指示剂。
17.I.中和热测定:
(1)中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、________、________。
(2)量取反应物时,取50 mL 0.50 mol·Lˉ1的盐酸,还需加入的试剂是________(填序号)。
a.50 mL 0.50 mol·Lˉ1NaOH溶液
b.50 mL 0.55 mol·Lˉ1NaOH溶液
c.1.0 g NaOH固体
II.现用中和滴定测定某盐酸的浓度,有关数据记录如下:
滴定序号
待测液体积(mL)
所消耗烧碱标准液的体积(mL)
滴定前
滴定后
消耗的体积
1
25.00
0.50
25.12
24.62
2
25.00
/
/
/
3
25.00
5.00
29.58
24.58
(3)应用______式滴定管盛装0.2500 mol/L烧碱标准液,锥形瓶中装有25.00mL待测盐酸溶液。
(4)如图表示第二次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。该次滴定所用标准烧碱溶液体积为_________mL。
(5)根据所给数据,计算出该盐酸的物质的量浓度(注意保留合适的有效数字),c (HCl) = _____________ 。
(6)读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使最终测定结果_________ (填“无影响”、“偏高”、“偏低”。下同);若装标准液的滴定管在装液前未用标准NaOH溶液润洗,会使最终测定结果_________。
【答案】 (1). 玻璃棒 (2). 环形玻璃搅拌棒 (3). b (4). 碱 (5). 24.60 (6). 0.2460mol/L (7). 偏低 (8). 偏高
【解析】
【详解】(1)中和热测定实验中,还需要使用的玻璃仪器有玻璃棒、环形玻璃搅拌棒;(2)通常加入稍过量的NaOH溶液,使盐酸充分反应。注意c项中氢氧化钠溶于水要放热,显然不合适;(3)准确量取一定体积的氢氧化钠溶液应使用碱式滴定管,氢氧化钠会腐蚀酸式滴定的磨口玻璃活塞部分;(4)滴定前碱式滴定管的读数为0.30mL,滴定后滴定管的读数为24.90mL,所量取的NaOH溶液的体积为24.60mL。(5)三次数据相差较小,均有效,取其平均值为24.60mL,所以c(HCl)=0.2500mol/L×=0.2460mol/L;(6)滴定前仰视,滴定后俯视,将造成最终读取的体积数值偏小,所以以此数据计算的盐酸的浓度偏低(自己做此问时,最好画一个示意图);若滴定管盛装标准液前未润洗,则标准液被稀释,滴定时耗用的体积增多,以此计算得到的盐酸的浓度偏高。
18.醋酸、盐酸和碳酸钠是生活中常见的物质。
(1)碳酸钠水溶液显碱性的原因是(用离子方程式表示)_____________________。
(2)泡沫灭火剂中装有Al2(SO4)3溶液、NaHCO3溶液及起泡剂,写出使用时发生反应的离子方程式___________________________________________。
(3)25 ℃时,浓度均为0.1 mol·Lˉ1的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确是_______。
a.两溶液的pH相同
b.两溶液的导电能力相同
c.两溶液中由水电离出的c(OH-)相同
d.中和等物质的量的NaOH,消耗两溶液的体积相同
(4)25 ℃时, pH=4的醋酸溶液和氯化铵溶液,醋酸溶液中水电离出的c(H+)与氯化铵溶液中水电离出的c(H+)之比是________________。
(5)醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,下列叙述不正确的是___
a.CH3COOH溶液中离子浓度关系满足:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
b.0.1 mol·Lˉ1 的CH3COOH 溶液加水稀释,溶液中c(OH-)减小
c.CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动
d.常温下,pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH>7
e.室温下pH=3的醋酸溶液加水稀释,溶液中不变
(6)浓度均为0.1mol/L的醋酸溶液和氢氧化钠溶液按体积比2:1混合,混合后溶液中离子浓度从大到小排序为______________________________________________________ 。
【答案】 (1). CO32-+H2OOH-+ HCO3- (2). Al3++3HCO3-= Al(OH)3↓+ 3CO2↑ (3). d (4). 10-6:1(或1:106) (5). bd (6). c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)
【解析】
【详解】(1).碳酸钠作为强碱弱酸盐,碳酸根离子要发生水解,且以第一步水解为主,所以碳酸钠水解的离子方程式表示为:CO32-+H2OOH-+ HCO3-;(2)Al3+和HCO3-将发生双水解反应:Al3++3HCO3-= Al(OH)3↓+ 3CO2↑,注意标出沉淀符号和气体生成符号;(3)25 ℃时,浓度均为0.1 mol·Lˉ1的盐酸和醋酸溶液,盐酸是强酸,完全电离,醋酸是弱酸,部分电离,所以醋酸溶液的pH大于盐酸,a项不选;溶液的导电能力与离子所带电荷和离子的浓度有关。两溶液中每个离子均带一个单位电荷,所以溶液的导电性差异是因为离子浓度不同,盐酸中离子浓度大,导电性相对较好,b项不选;两溶液中的pH不同,水的电离被抑制的程度不同,所以水电离出的c(OH-)不同,C项不选;因两酸均是一元酸且浓度相同,所以中和NaOH的能力相同, d项可选;所以答案选d; (4) 25 ℃时,pH=4的醋酸溶液中,OH-是水电离产生:c(OH-)为10-10mol/L,所以水溶液出的c(H+)也为10-10mol/L;25 ℃时,pH=4氯化铵溶液中,H+是由水电离提供,所以水电离出的c(H+)=10-4mol/L,因此两溶液中水电离出的c(H+)之比是 10-6:1(或1:106);所以答案为:10-6:1(或1:106);(5).a项正确,所给的是醋酸溶液中的电荷守恒或质子守恒;b项错误,0.1 mol·Lˉ1 的CH3COOH 溶液加水稀释,溶液中c(H+)减小,则c(OH-)要增大,方能保证二者乘积不变;c项正确,加入醋酸钠固体,增大了CH3COO-的浓度,平衡向左移动;d项错误,醋酸是弱酸,只部分电离,pH=2 时,它电离的H+恰好与NaOH反应完全,醋酸大量剩余,溶液显酸性,pH<7;e项正确,将所给式子分子分母同乘以c(H+)得;答案选bd;(6)所得溶液相当于醋酸钠和醋酸以物质的量之比1:1混合形成溶液,此时电离作用大于水解作用,溶液显酸性:c(H+)>c(OH-),为保持溶液电中性,必有:c(CH3COO-)> c(Na+),所以所得溶液中离子浓度大小关系为:c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)。本题答案为:c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)。
19.近年来,中国华北华中地区发生了严重的雾霾天气。汽车尾气、燃煤废气、冬季取暖排放的CO2等都是雾霾形成的原因。
(1)汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) △H<0,在一定温度下,在一体积恒定的密闭容器中充入一定量的NO(g)和CO(g)在t1时刻达到平衡状态。若要同时提高该反应的速率和NO(g)的转化率,可采取的措施_______________。(写一条)
(2)改变煤的利用方式可减少环境污染,通常可将煤气化转化为水煤气,其反应原理为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ; △H=+131.3kJ/mol。
①该反应在_________下能自发进行(填“高温”或“低温”)。
②水煤气燃烧过程中产生的CO2气体可以与“84消毒液”的主要成分NaClO发生反应,该反应的离子方程式为:___________________________________________________。(已知:HClO:Ka=3.0×10ˉ8;H2CO3:Ka1=4.30×10ˉ7;Ka2=5.61×10ˉ11)
(3)已知反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),现将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通人到体积为2L的恒容密闭容器中进行反应,得到如下三组数据:
实验
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达平衡所需时间/min
CO
H2O
H2
1
650
4
2
1.6
6
2
900
2
1
0.4
3
3
900
a
b
c
t
①实验1条件下平衡常数K=________________(保留小数点后二位)。
②实验3中,若平衡时,CO的转化率大于水蒸气,则a、b必须满足的关系是______。
③该反应的△H ____0(填“<”或“>”);若900℃时,另做一组实验,在此容器中加入10molCO,5mo1H2O,2mo1CO2,5molH2,此时v(正) ___v(逆)(填“<”,“>”,“=”)。
【答案】 (1). 再充入CO气体 (2). 高温 (3). CO2+ ClO-=HClO+ HCO3- (4). 2.67 (5). a 【解析】
【详解】(1)该密闭容器体积已恒定,温度已不变,所以增大反应物CO的浓度,既可以增大反应速率,又可以使平衡向右移动而提高NO转化率;(2)①△G=△H-T△S,反应要自发,△G要小于0,反应吸热不利于自发,所以要调高温度,使△G小于0,所以正确答案为:高温;②因H2CO3Ka1大于HClO的Ka,即酸性H2CO3大于HClO,所以反应肯定生成HClO,关键是生成HCO3-还是CO32-的问题。如生成CO32-,由根据所给的HClO的Ka和H2CO3的Ka2可知,HClO能与CO32-反应生成HCO3-,所以产生应是HCO3-,反应的离子方程式为:CO2+ ClO-=HClO+ HCO3-,本题答案为CO2+ClO-=HClO+HCO3-;(3)①650℃时,列出该反应的三段式:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始(mol)4 2 0 0
变化(mol)1.6 1.6 1.6 1.6
平衡(mol)2.4 0.4 1.6 1.6
因为容器的体积是2L,所以平衡常数。本题答案为2.67。②据化学方程式,CO和H2O反应配比为1:1,要增加CO的转化率,只需增加水蒸气的相对量即可,即a CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
初始 2 1 0 0
变化 0.4 0.4 0.4 0.4
平衡 1.6 0.6 0.4 0.4
所以平衡常数,投料时的Qc=>0.17,所以反应向左进行,即v(正)
已知:相关物质的溶度积常数见下表:
物质
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Ksp
2.0×10ˉ20
1.0×10ˉ38
1.64×10ˉ14
请回答下列问题:
①请从下列物质中选出第一步中需加入的X( )
a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4 d.HNO3
②溶液Ⅱ中含有少量的Fe3+,如何检验该离子的存在:_____________________________。
③若此时溶液中的c(Cu2+)=0.02mol/L,为得到纯净的CuCl2·2H2O晶体,可加入CuO固体,使溶液中的Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀且不沉淀Cu2+,调节pH的范围是_______。(通常认为残留在溶液中的离子浓度小于或等于1×10ˉ5 mol/L时就认为沉淀完全)。
④由溶液Ⅲ得到CuCl2·2H2O晶体的操作是___________________________________。
(2)镉镍可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充、放电反应按下式进行:Cd+2NiO(OH)+H2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2
回答下列问题:
①放电时,金属Cd作_______极;
②充电时的阳极电极反应式为_____________________________________________。
③充电时,当电路中通过0.2moleˉ,阴极质量将_______(填“增加”、“减少”)___g。
【答案】 (1). b (2). 取少量溶液Ⅱ,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变成血红色,则证明有Fe3+。 (3). 3≤pH<5(不可以等于5) (4). 在HCl气流中蒸发浓缩,冷却结晶 (5). 负 (6). Ni(OH)2-e-+ OH-= NiO(OH)+ H2O (7). 减少 (8). 3.4
【解析】
【详解】(1)①从整个流程分析,加入X是为了将Fe2+氧化成Fe3+,所给四种物质均能实现这一目的,但是NaClO将在溶液中引入Na+杂质,KMnO4将在溶液中引入K+和Mn2+等杂质,HNO3将在溶液中引入NO3-,而且产生的氮的氧化物会引起环境污染,所以选用“绿色”氧化剂H2O2,其还原产物为水。②检验Fe3+,先是取样,然后加KSCN溶液,进行检验。所以答案为:“取少量溶液Ⅱ,滴加硫氰化钾溶液,若溶液变成血红色,则证明有Fe3+”。③调节pH的目的是使溶液中的Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀且不沉淀Cu2+。Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,残留在溶液中的Fe3+浓度小于或等于1×10ˉ5mol/L ,以代入Ksp计算得c(OH-)大于或等于10-11,即3≤pH;根据Cu(OH)2的Ksp,将c(Cu2+)=0.02mol/L代入求得c(OH-)=10-9,所以要控制pH<5;所以控制pH的范围是3≤pH<5;所以答案为:3≤pH<5;④因CuCl2 加热时水解平衡CuCl2+2H2OCu(OH)2+2HCl会右移,因此在蒸发时要通入HCl气流。所以正确的答案为:在HCl气流中蒸发浓缩,冷却结晶;(2)①放电时,所给式子从左往右看,此时Cd的化合价升高,所以Cd作负极;②充电时,所给式子从右往左看,阳极发生的氧化反应,其对应的电极反应式为:Ni(OH)2-e-+OH-= NiO(OH)+ H2O;所以正确答案是:Ni(OH)2-e-+OH-= NiO(OH)+ H2O;③充电时阴极发生反应:Cd(OH)2+2e-=Cd+2OH-,阴极质量要减小,减少的质量即是生成的OH-的质量。此时得电子的物质的量与OH-的物质的量相等,所以生成的OH-的物质的量也是0.2mol,其质量为3.4g。
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