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【化学】吉林省通化市第十四中学2018-2019学年高二上学期期末考试(解析版)
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吉林省通化市第十四中学2018-2019学年高二上学期期末考试
(考试时间:90分钟 总分:100分)
相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 K 39 Cl 35.5 Cu 64 Na 23 Ag 108
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意,每小题2分,共10小题)
1. 下列有关能源与能量的说法正确的是 ( )
A. 煤和石油是经过亿万年形成的,亿万年后煤和石油还会生成,故二者属可再生能源
B. 蒸汽属于一次能源
C. 凡经过加热而发生的反应都是吸热反应,常温下进行的反应都是放热反应
D. 反应物和生成物的总能量决定反应是放热还是吸热
【答案】D
【解析】
试题分析:A.煤和石油是远古时代的动物、植物的遗体经过亿万年通过复杂飞物理、化学变化而形成的,不可再生,因此属于不可再生的资源,错误;B.蒸汽是其它物质的能量使水汽化产生的,因此属于二次能源,错误;C.任何反应,无论是放热反应还是吸热反应都需要是、吸收能量断裂化学键的过程,因此都要在一定条件下进行,与该反应是放热反应还是吸热反应无关,错误;D.若反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应是放热反应,否则就是吸热反应,因此反应物与生成物的总能量决定反应是放热还是吸热,正确。
考点:考查有关能源与能量的说法正误判断的知识。
2.下列热化学方程式书写正确的是
A. C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1) △H=+57.3 kJ/mol(中和热)
C. S(s)+O2(g) =SO2(g) △H=-296.8 kJ/mol(反应热)
D. 2NO2=O2+2NO △H=+116.2 kJ/mol(反应热)
【答案】C
【解析】
【详解】A.生成物中H2O应为H2O(l),错误;B.酸碱中和为放热反应,故焓变应为负值,错误;C.书写正确;D.未标明物质聚集状态,错误;故答案为C。
【点睛】(1)燃烧热:101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,需注意:被燃烧物质为1mol,且生成物必须为生成稳定的氧化物,如C燃烧应生成CO2而不是CO,H2燃烧应生成液态水而非气态水。(2)中和热:在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应,生成1molH2O(l)和可溶性盐时放出的热量;不同的反应物,其中和热大致相同,均约为-57.3 kJ·mol-1,需注意:酸碱均为强酸与强碱稀溶液,若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱),因电离吸热,放出的热量减小;若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物,放出热量增多。
3.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是
A. Na与水反应时增大水的用量
B. 将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2
C. 在H2SO4与NaOH两溶液反应时,增大压强
D. 恒温、恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量
【答案】D
【解析】
A.水为纯液体,增大水的用量,浓度不变,反应速率不变,A错误;B.将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应生成二氧化硫气体,不生成氢气,B错误;C.反应在溶液中进行,没有气体生成,增大压强,反应速率基本不变,C错误;D.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量,反应物浓度增大,则反应速率增大,D正确;答案选D。
点睛:本题考查化学反应速率的影响因素,侧重于学生的分析能力的考查,为高频考点,注意相关基础知识的积累,易错点为B,注意浓硫酸的性质。常见增大化学反应速率的措施有:增大浓度、压强,升高温度,使用催化剂等,增大单位体积的活化分子数目或增大活化分子百分数,从而增大反应速率,注意增大压强只对有气体参加的反应有影响。
4. 下列说法完全正确的是 ( )
A. 放热反应均是自发反应
B. ΔS 为正值的反应均是自发反应
C. 物质的量增加的反应,ΔS为正值
D. 如果ΔH和ΔS 均为正值,当温度升高时,反应可能自发进行
【答案】D
【解析】
只有满足△G=△H-T·△S<0,反应才能是自发的,所以A、B都是不一定自发,不正确。熵是与物质的状态有关系的,同一种物质在气态熵值增大,液态其次,固态最小,所以C也是错误的。所以选项D是正确的。答案选D。
5. 下列说法正确的是( )
A. 参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
B. 化学反应速率只能加快不能减慢
C. 决定化学反应速率的主要因素是浓度
D. 增加反应物的用量一定能增大反应速率
【答案】A
【解析】
试题分析:A.影响化学反应速率的因素有很多,参加反应物质的本身的性质是决定化学反应速率的主要因素,正确;B.化学反应速率既能加快也能减慢,错误;C. 浓度会影响化学反应速率,但不是决定化学反应速率的主要因素,错误;D.若反应物是固体或纯液体,则增加反应物的用量就不能增大反应速率,错误。
考点:考查化学反应速率的影响因素的判断的知识。
6.某学生欲完成反应Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验,你认为可行的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
试题分析:完成Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑反应,由于Cu与稀硫酸常温下不反应,所以应设计为电解池,电解池中Cu为阳极,电解质溶液为H2SO4。答案选C。
考点:电解池
7.等物质的量浓度和等体积的两份稀硫酸a和b中,分别加入过量的锌粉,并向a中加入少量硫酸铜,下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】等体积等浓度的硫酸与过量的锌反应,产生气体的体积相同,向a中加入少量硫酸铜,会有铜生成,与锌构成原电池的两极,所以反应加快,由A图像分析a和b产生氢气体积相同,且a的反应速率快,故A符合题意,
故选A。
8. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A. 铝片与稀盐酸反应 B. 甲烷在氧气中燃烧
C. 灼热的炭与二氧化碳反应 D. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
【答案】C
【解析】
试题分析:氧化还原反应的特征是有电子转移,其特征是有元素化合价升降,反应物总能量小于生成物总能量,该反应是吸热反应.
解:A.铝和稀盐酸反应是放热反应,故A错误;
B.甲烷的燃烧是放热反应,故B错误;
C.碳和二氧化碳的反应是吸热反应,该反应中碳元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故C正确;
D.该反应中各元素的化合价都不变化,为非氧化还原反应,故D错误;
故选C.
9. A、B、C、D四种金属,将AB用导线连接后,浸在稀硫酸中,在A上有氢气放出,而B溶解;当活泼金属浸在含有A和C两种金属离子可溶性盐溶液里时,在活泼金属上先析出C,把D放入B的硝酸盐溶液中,则D表面有B析出.这四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A. A>B>C>D B. D>B>A>C C. D>C>B>A D. D>B>C>A
【答案】B
【解析】
试题分析:A、B、C、D四种金属,将AB用导线连接后,浸在稀硫酸中,在A上有氢气放出,而B溶解,说明B是负极,金属性是B>A;当活泼金属浸在含有A和C两种金属离子可溶性盐溶液里时,在活泼金属上先析出C,说明金属性是A>C;把D放入B的硝酸盐溶液中,则D表面有B析出,说明金属性是D>B,所以这四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>B>A>C,答案选B。
考点:考查金属性强弱比较
10.已知4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用υ(NH3)、υ(O2)、υ(NO)、υ(H2O)表示,则正确的关系式为( )
A. 4υ(NH3)=5υ(O2) B. 5υ(O2)=6υ(H2O)
C. 2υ(NH3)=3υ(H2O) D. 4υ(O2)=5υ(NO)
【答案】D
【解析】
【详解】同一化学反应、同一时间段内,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,
A.υ(NH3):υ(O2)=4:5,5υ(NH3)=4υ(O2),故A错误;
B.υ(O2):υ(H2O)=5:6,6υ(O2)=5υ(H2O),故B错误;
C.υ(NH3):υ(H2O)=4:6=2:3,3υ(NH3)=2υ(H2O),故C错误;
D.υ(O2):υ(NO)=5:4,4υ(O2)=5υ(NO),故D正确,
故选D。
二、选择题(每小题只有1个选项符合题意,每小题3分,共10小题)
11.一定条件下,在一恒容密闭容器中,能表示反应 X(g)+2Y(g)2Z(g) 一定达到化学平衡状态的是
①容器中气体的密度不再发生变化
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成2n mol Z,同时消耗2n mol Y
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
试题分析:①根据质量守恒定律知,混合气体的总质量不变,容器的体积不变,所以密度始终不变,所以不能根据密度判断反应是否达到平衡状态,故错误;②当反应达到平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故正确;③该反应的反应前后气体体积改变,当反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,所以压强不再变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故正确;④当反应达到平衡状态时,单位时间内生成2n mol Z,同时生成2n mol Y,如果单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y,该反应未达到平衡状态,故错误;故选B。
考点:考查化学平衡状态的判断
12.能使水的电离平衡右移,且水溶液显碱性的离子是( )
A. HSO3﹣ B. OH﹣
C. Al3+ D. HCO3﹣
【答案】D
【解析】
【分析】
水的电离方程式为H2O⇌H++OH-,能使水的电离平衡右移,且水溶液显碱性,说明该离子能和氢离子反应导致溶液中c(H+)<c(OH-),据此分析解答。
【详解】水的电离方程式为H2O⇌H++OH-,
A.HSO3﹣在溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡,且电离程度大于水解程度,HSO3-电离出H+抑制了水的电离,水的电离平衡左移,溶液呈酸性,故A错误;
B.加入OH-,溶液中c(OH-)增大,抑制水电离,水的电离平衡左移,故B错误;
C.Al3+和氢氧根离子结合成氢氧化铝,促进水电离,导致溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,故C错误;
D.HCO3-在溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡,且水解程度大于电离程度,HCO3-和氢离子结合成碳酸,促进水电离,导致溶液中c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性,故D正确,
故选D。
【点睛】明确加入物质对水的电离的影响是解本题关键,注意掌握溶液酸碱性的判断方法。
13.下列各烧杯中均盛着海水,其中铁腐蚀最快的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图所示,B和C构成原电池,B中铁活泼作负极,易被腐蚀,腐蚀速度大于A,C中锌活泼,锌被腐蚀;D为电解池,铁作阴极被保护,不容易失电子而被腐蚀,所以腐蚀最快的是B装置,
故选B。
14. 下列关于铜电极的叙述中不正确的是
A. 用电解法精炼粗铜时,粗铜作阳极
B. 在原电池中,铜电极只能作正极
C. 在镀件上镀铜时,金属铜作阳极
D. 锌铜原电池(稀硫酸为电解质溶液),铜极上发生还原反应
【答案】B
【解析】
试题分析:A.用电解法精炼粗铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,正确;B.在原电池中,电极的正负与电极的活动性有关,若另外一个电极的活动性比Cu强,则铜电极作正极;若另外一个电极的活动性比Cu弱,则铜电极作负极,错误;C.在镀件上镀铜时,金属铜作阳极,镀件作阴极,正确;D.锌铜原电池(稀硫酸为电解质溶液),由于金属活动性Zn>Cu,所以铜极为正极,正极上发生还原反应,正确。
考点:考查原电池、电解池的反应原理的应用的知识。
15.下图是可逆反应A+2B2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况,由此可推断
A. 正反应是吸热反应
B. 若A、B是气体,则D是液体或固体
C. 逆反应是放热反应
D. A、B、C、D均为气体
【答案】D
【解析】
由图示知,降温平衡正向移动,正反应为放热反应,选项D正确,排除C
加压时平衡正向移动,正向是气体系数减小的过程,AB排除
答案为D
16.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣571.6kJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=﹣282.9kJ/mol,某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ的热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A. 2:1 B. 1:2
C. 1:1 D. 2:3
【答案】C
【解析】
【详解】生成3.6g液态水,则n(H2)=3.6g÷18g/mol=0.2mol,由题干中热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣571.6kJ/mol得,0.2mol氢气完全燃烧放出的热量为:571.6kJ/mol÷2×0.2mol=57.16kJ,所以一氧化碳完全燃烧放出的热量为:113.74kJ-57.16kJ=56.58 kJ,根据热化学方程式CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=﹣282.9kJ/mol得,n(CO)= 56.58 kJ÷282.9kJ/mol=0.2mol,故H2和CO的物质的量之比为0.2mol:0.2mol=1:1,
故选C。
17.在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A. Z为0.3mol/L B. Y2为0.4mol/L
C. X2为0.2mol/L D. Z为0.4mol/L
【答案】A
【解析】
【分析】
利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,据此判断分析。
【详解】若反应向正反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
X2(气)+Y2(气)⇌2Z(气)
开始(mol/L):0.1 0.3 0.2
变化(mol/L):0.1 0.1 0.2
平衡(mol/L):0 0.2 0.4
若反应向逆反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
X2(气)+Y2(气)⇌2Z(气)
开始(mol/L):0.1 0.3 0.2
变化(mol/L):0.1 0.1 0.2
平衡(mol/L):0.2 0.4 0
由于为可逆反应,物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2,0.2<c(Y2)<0.4,0<c(Z)<0.4,故A正确,
故选A。
18.0.02mol·L—1的HCN溶液与0.02mol·L—1的NaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中C(CN-)<C(Na+),则下列关系中,正确的是:
A. C(Na+)>C(CN-)>C( H+)>C(OH-)
B. C(HCN)+C (CN-)=0.04mol·L-1
C. C(CN-)>C(HCN)
D. C(Na+)+C(H+)= C(CN-)+C(OH-)
【答案】D
【解析】
设以100L等体积混合,即;溶合后,根据电荷守恒得,因C(CN-)<C(Na+),得,即混合溶液显碱性,以CN—的水解为主;所以
A错,正确为C(Na+)>C(CN-)>C(OH-)>C( H+);B错,C(HCN)+C (CN-)=0.02mol·L-1;C错,正确关系为C(HCN)>C(CN-);D正确,电荷守恒;
19.少量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应,反应速率太慢.为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加H2O ②加NaOH固体
③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体
⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10mL0.1mol/L盐酸.
A. ①⑥⑦ B. ③⑤⑧ C. ③⑦⑧ D. ⑤⑦⑧
【答案】C
【解析】
试题分析:①加H2O,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;②加NaOH固体,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;③滴入几滴浓盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故正确;④加CH3COONa固体,生成醋酸,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑤加NaCl溶液,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;⑧改用10mL0.1mol/L盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故正确;故选C。
【考点定位】考查化学反应速率的影响因素
【名师点晴】本题考查影响反应速率的因素,明确常见的温度、浓度、原电池对反应速率的影响即可解答。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,少量铁粉完全反应,则可增大氢离子浓度、构成原电池、升高温度等来加快反应速率。注意铁粉少量完全反应,生成的氢气由铁粉决定为解答的易错点,解答中易多选⑥。
20. 只改变一个影响因素,平衡常数K与平衡移动的关系叙述不正确的是
A. K值不变,平衡可能移动
B. 平衡向右移动时,K值不一定移动
C. K值有变化,平衡一定移动
D. 相同条件下,同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍,K值也增大两倍
【答案】D
【解析】
试题分析:A.K值不变,化学平衡可能移动,也可能不发生移动,正确;B. 平衡向右移动时,若温度不发生变化,则K值就不变,若温度变化,则K值就会发生变化,因此平衡向右移动时,K值不一定移动,正确;C. K值是化学平衡常数,若K值有变化,平衡一定移动,正确;D. 相同条件下,同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍,K值是原来的平方,错误。
考点:考查平衡常数K与平衡移动的关系叙述正误判断的知识。
第Ⅱ卷(非选择题,共50分)
三、填空题(50分)
21.利用下图装置测定中和热的实验步骤如下:
①量取50mL 0.25mol/L H2SO4溶液倒入小烧杯中,测量温度;
②量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,测量温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,混合均匀后测量混合液温度。请回答:
(1)如图所示,仪器A的名称是_______________;
(2)NaOH溶液稍过量的原因 ______________。
(3)加入NaOH溶液的正确操作是_______(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢加入 B.一次迅速加入 C.分三次加入
(4)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 _________________________。
(5)实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)______
a.实验装置保温、隔热效果差
b.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 确保硫酸被完全中和 (3). B (4). 用环形玻璃搅拌棒轻轻上下搅动 (5). abc
【解析】
【分析】
根据简易量热计的构造及测量原理分析解答。
【详解】(1)如图所示,仪器A的名称是:环形玻璃搅拌棒,
故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)NaOH溶液稍过量的原因是:确保硫酸被完全中和,
故答案为:确保硫酸被完全中和;
(3)为了保证热量不散失,加入NaOH溶液的正确操作是:一次迅速加入,
故答案为:B;
(4)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是用环形玻璃搅拌棒轻轻上下搅动,
故答案为:用环形玻璃搅拌棒轻轻上下搅动;
(5)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a正确;
b.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较大,所得中和热的数值偏小,故b正确;
c.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故c正确,
故答案为:abc。
22.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)(正反应是吸热反应),其平衡常数可表示为K= ,已知1100℃时K=0.263
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值________;平衡常数K值___________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L﹣1、c(CO)=0.1mol·L﹣1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态_________ (选填“是”或“否”),此时,化学反应速率是υ(正)_______ υ(逆)(选填“大于”“小于”或“等于”),其原因是____________。
(3)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。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式__________。
【答案】 (1). 增大 (2). 增大 (3). 否 (4). 大于 (5). 因为温度不变,K不变,为增大K平衡应向正向移动,所以υ(正)>υ(逆) (6). CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)ΔH=+77.0 kJ·mol-1
【解析】
【分析】
根据平衡常数K和浓度商的大小分析平衡的移动方向;根据盖斯定律计算反应热,并书写热化学方程式。
【详解】(1)正反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,则高炉内CO2和CO体积比值增大,平衡常数K值增大,
故答案为:增大;增大;
(2)c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,Q==0.25<0.263,该反应不处于化学平衡状态,且反应向正方向进行,υ(正)>υ(逆),
故答案为:否; 大于 ;因为温度不变,K不变,为增大K平衡应向正向移动,所以υ(正)>υ(逆);
(3)依据盖斯定律结合题干热化学方程式计算得到;①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol;②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
①+②得到CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为:
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0kJ/mol;
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0kJ/mol。
【点睛】热化学方程式在书写过程中要注意物质的状态是否与题干信息一致,反应热的“+、-”表示是否正确。
23.某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。
实验一 配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol·L-1的醋酸溶液,用0.2 mol·L-1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题:
(1)配制250 mL 0.2 mol·L-1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、___和____。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.200 0 mol·L-1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积(mL)
20.05
20.00
18.80
19.95
则该醋酸溶液的准确浓度为________。(保留小数点后四位)
实验二 探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸溶液的pH,结果如下:
醋酸溶液浓度(mol·L-1)
0.001 0
0.010 0
0.020 0
0.100 0
0.200 0
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
回答下列问题:
(1)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是_________
(2)从表中的数据,还可以得出另一结论:随着醋酸溶液浓度的减小,醋酸的电离程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 (1). 胶头滴管 (2). 250 mL容量瓶 (3). 0.200 0 mol·L-1 (4). 0.010 0 mol·L-1醋酸溶液的pH大于2或醋酸溶液稀释10倍时,pH的变化值小于1 (5). 增大
【解析】
【分析】
根据滴定原理及表中数据计算溶液的浓度;根据pH分析酸性的强弱。
【详解】实验一
(1)配制溶液过程中还需要胶头滴管和250mL容量瓶,
故答案为:胶头滴管,250 mL容量瓶;
(2)根据中和滴定原理计算,要舍弃误差较大的数据;
由于实验3消耗的氢氧化钠的体积与其他差别较大,所以要舍去,V(NaOH)==20.00mL,则c(CH3CH2COOH)==0.2000mol/L;
故答案为:0.2000mol/L;
实验二
(1)若醋酸为强酸,则完全电离,由于是一元酸,0.0100mol/L的醋酸的pH应为2,已知0.0100mol/L的醋酸的pH为3.38,说明醋酸没有完全电离是弱酸,
故答案为:0.010 0 mol·L-1醋酸溶液的pH大于2或醋酸溶液稀释10倍时,pH的变化值小于1;
(2)随着醋酸浓度的减小,氢离子的浓度越来越接近醋酸的浓度,说明浓度越小醋酸的电离程度越大,
故答案为:增大。
24.在如图所示的装置中,若通直流电5min时,铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题:
(1)电源中X电极为直流电源的________极。
(2)A中发生反应的离子方程式为________。
(3)B中开始电解一段时间后,溶液的pH如何变化_______(填:变大、变小或不变),若要使溶液恢复原状,可向溶液中加入适量的__________。
(4)写出以下电极反应式
①C中的Ag电极___________________.
②B中的阳极______________________.
(5)通电5min时,B中共收集224mL(标准状况下)气体,溶液体积为200mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为(设电解前后溶液体积无变化)__________。
(6)若电解中的直流电源为甲烷燃料电池(KOH为电解质),则电池的负极反应式为________。
【答案】 (1). 负 (2). 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- (3). 变小 (4). CuO或CuCO3 (5). Ag﹣e﹣═Ag+ (6). 4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑ (7). 0.025mol/L (8). CH4﹣8e﹣+10OH-=CO32-+7H2O
【解析】
【分析】
由铜电极的质量增加,则Cu电极为阴极,从左到右六个电极名称分别是阴极、阳极、阴极、阳极、阴极、阳极,属于三个串联的电解池,根据电解池原理进一步分析解答。
【详解】(1)三个装置是串联的电解池。C装置中电解AgNO3溶液时,Ag+在阴极发生还原反应变为Ag,所以质量增加的铜电极是阴极,则银电极是阳极,Y是正极,X是负极,
故答案为:负;
(2)A中发生的反应为电解氯化钾溶液,离子方程式为:
2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,
故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;
(3)B中阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应为:Cu2++2e-=Cu,所以溶液的pH变小,从溶液中析出铜和氧气,所以若要使溶液恢复原状,可向溶液中加入适量的CuO或CuCO3,
故答案为:变小,CuO或CuCO3;
(4)①C中的Ag电极作阳极,电极反应为:Ag﹣e﹣═Ag+,
②B中的阳极电极反应为:4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑,
故答案为:Ag﹣e﹣═Ag+; 4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑;
(5)C中阴极反应为Ag++e-═Ag,n(Ag)==0.02mol,则转移电子物质的量为0.02mol;B中阳极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑,则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol,其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL,则在阴极也生成112mL气体,由2H++2e-═H2↑,则氢气的物质的量为0.005mol,该反应转移的电子为0.01mol,则Cu2++2e-═Cu中转移0.01mol电子,所以Cu2+的物质的量为0.005mol,通电前c(CuSO4)==0.025 mol•L-1,
故答案为:0.025 mol•L-1;
(6)甲烷燃料电池中甲烷作负极,电解质为氢氧化钾,则生成碳酸根,负极反应式为:CH4﹣8e﹣+10OH-=CO32-+7H2O,
故答案为:CH4﹣8e﹣+10OH-=CO32-+7H2O。
【点睛】明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口,并明确发生的电极反应及电子守恒即可解答,注意计算时电子守恒的应用;书写燃料电池的电极反应式时,要充分考虑到电解质溶液的酸碱性,正确判断产物。
(考试时间:90分钟 总分:100分)
相对原子质量:H 1 N 14 O 16 S 32 K 39 Cl 35.5 Cu 64 Na 23 Ag 108
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
第Ⅰ卷(选择题,共50分)
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意,每小题2分,共10小题)
1. 下列有关能源与能量的说法正确的是 ( )
A. 煤和石油是经过亿万年形成的,亿万年后煤和石油还会生成,故二者属可再生能源
B. 蒸汽属于一次能源
C. 凡经过加热而发生的反应都是吸热反应,常温下进行的反应都是放热反应
D. 反应物和生成物的总能量决定反应是放热还是吸热
【答案】D
【解析】
试题分析:A.煤和石油是远古时代的动物、植物的遗体经过亿万年通过复杂飞物理、化学变化而形成的,不可再生,因此属于不可再生的资源,错误;B.蒸汽是其它物质的能量使水汽化产生的,因此属于二次能源,错误;C.任何反应,无论是放热反应还是吸热反应都需要是、吸收能量断裂化学键的过程,因此都要在一定条件下进行,与该反应是放热反应还是吸热反应无关,错误;D.若反应物的总能量高于生成物的总能量,则反应是放热反应,否则就是吸热反应,因此反应物与生成物的总能量决定反应是放热还是吸热,正确。
考点:考查有关能源与能量的说法正误判断的知识。
2.下列热化学方程式书写正确的是
A. C2H5OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-1367.0 kJ/mol(燃烧热)
B. NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(1) △H=+57.3 kJ/mol(中和热)
C. S(s)+O2(g) =SO2(g) △H=-296.8 kJ/mol(反应热)
D. 2NO2=O2+2NO △H=+116.2 kJ/mol(反应热)
【答案】C
【解析】
【详解】A.生成物中H2O应为H2O(l),错误;B.酸碱中和为放热反应,故焓变应为负值,错误;C.书写正确;D.未标明物质聚集状态,错误;故答案为C。
【点睛】(1)燃烧热:101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,需注意:被燃烧物质为1mol,且生成物必须为生成稳定的氧化物,如C燃烧应生成CO2而不是CO,H2燃烧应生成液态水而非气态水。(2)中和热:在稀溶液中,强酸与强碱发生中和反应,生成1molH2O(l)和可溶性盐时放出的热量;不同的反应物,其中和热大致相同,均约为-57.3 kJ·mol-1,需注意:酸碱均为强酸与强碱稀溶液,若用弱酸代替强酸(或用弱碱代替强碱),因电离吸热,放出的热量减小;若用浓硫酸(或NaOH固体)作反应物,放出热量增多。
3.下列措施能明显增大原反应的化学反应速率的是
A. Na与水反应时增大水的用量
B. 将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应制取H2
C. 在H2SO4与NaOH两溶液反应时,增大压强
D. 恒温、恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量
【答案】D
【解析】
A.水为纯液体,增大水的用量,浓度不变,反应速率不变,A错误;B.将稀H2SO4改为98%的浓H2SO4与Zn反应生成二氧化硫气体,不生成氢气,B错误;C.反应在溶液中进行,没有气体生成,增大压强,反应速率基本不变,C错误;D.恒温恒容条件下,在工业合成氨反应中,增加氮气的量,反应物浓度增大,则反应速率增大,D正确;答案选D。
点睛:本题考查化学反应速率的影响因素,侧重于学生的分析能力的考查,为高频考点,注意相关基础知识的积累,易错点为B,注意浓硫酸的性质。常见增大化学反应速率的措施有:增大浓度、压强,升高温度,使用催化剂等,增大单位体积的活化分子数目或增大活化分子百分数,从而增大反应速率,注意增大压强只对有气体参加的反应有影响。
4. 下列说法完全正确的是 ( )
A. 放热反应均是自发反应
B. ΔS 为正值的反应均是自发反应
C. 物质的量增加的反应,ΔS为正值
D. 如果ΔH和ΔS 均为正值,当温度升高时,反应可能自发进行
【答案】D
【解析】
只有满足△G=△H-T·△S<0,反应才能是自发的,所以A、B都是不一定自发,不正确。熵是与物质的状态有关系的,同一种物质在气态熵值增大,液态其次,固态最小,所以C也是错误的。所以选项D是正确的。答案选D。
5. 下列说法正确的是( )
A. 参加反应物质的性质是决定化学反应速率的主要因素
B. 化学反应速率只能加快不能减慢
C. 决定化学反应速率的主要因素是浓度
D. 增加反应物的用量一定能增大反应速率
【答案】A
【解析】
试题分析:A.影响化学反应速率的因素有很多,参加反应物质的本身的性质是决定化学反应速率的主要因素,正确;B.化学反应速率既能加快也能减慢,错误;C. 浓度会影响化学反应速率,但不是决定化学反应速率的主要因素,错误;D.若反应物是固体或纯液体,则增加反应物的用量就不能增大反应速率,错误。
考点:考查化学反应速率的影响因素的判断的知识。
6.某学生欲完成反应Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑而设计了下列四个实验,你认为可行的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
试题分析:完成Cu+H2SO4===CuSO4+H2↑反应,由于Cu与稀硫酸常温下不反应,所以应设计为电解池,电解池中Cu为阳极,电解质溶液为H2SO4。答案选C。
考点:电解池
7.等物质的量浓度和等体积的两份稀硫酸a和b中,分别加入过量的锌粉,并向a中加入少量硫酸铜,下图表示产生H2的体积(V)与时间(t)的关系正确的是( )
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】等体积等浓度的硫酸与过量的锌反应,产生气体的体积相同,向a中加入少量硫酸铜,会有铜生成,与锌构成原电池的两极,所以反应加快,由A图像分析a和b产生氢气体积相同,且a的反应速率快,故A符合题意,
故选A。
8. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A. 铝片与稀盐酸反应 B. 甲烷在氧气中燃烧
C. 灼热的炭与二氧化碳反应 D. Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应
【答案】C
【解析】
试题分析:氧化还原反应的特征是有电子转移,其特征是有元素化合价升降,反应物总能量小于生成物总能量,该反应是吸热反应.
解:A.铝和稀盐酸反应是放热反应,故A错误;
B.甲烷的燃烧是放热反应,故B错误;
C.碳和二氧化碳的反应是吸热反应,该反应中碳元素的化合价发生变化,为氧化还原反应,故C正确;
D.该反应中各元素的化合价都不变化,为非氧化还原反应,故D错误;
故选C.
9. A、B、C、D四种金属,将AB用导线连接后,浸在稀硫酸中,在A上有氢气放出,而B溶解;当活泼金属浸在含有A和C两种金属离子可溶性盐溶液里时,在活泼金属上先析出C,把D放入B的硝酸盐溶液中,则D表面有B析出.这四种金属的活动性由强到弱的顺序是( )
A. A>B>C>D B. D>B>A>C C. D>C>B>A D. D>B>C>A
【答案】B
【解析】
试题分析:A、B、C、D四种金属,将AB用导线连接后,浸在稀硫酸中,在A上有氢气放出,而B溶解,说明B是负极,金属性是B>A;当活泼金属浸在含有A和C两种金属离子可溶性盐溶液里时,在活泼金属上先析出C,说明金属性是A>C;把D放入B的硝酸盐溶液中,则D表面有B析出,说明金属性是D>B,所以这四种金属的活动性由强到弱的顺序是D>B>A>C,答案选B。
考点:考查金属性强弱比较
10.已知4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),若反应速率分别用υ(NH3)、υ(O2)、υ(NO)、υ(H2O)表示,则正确的关系式为( )
A. 4υ(NH3)=5υ(O2) B. 5υ(O2)=6υ(H2O)
C. 2υ(NH3)=3υ(H2O) D. 4υ(O2)=5υ(NO)
【答案】D
【解析】
【详解】同一化学反应、同一时间段内,各物质的反应速率之比等于化学计量数之比,
A.υ(NH3):υ(O2)=4:5,5υ(NH3)=4υ(O2),故A错误;
B.υ(O2):υ(H2O)=5:6,6υ(O2)=5υ(H2O),故B错误;
C.υ(NH3):υ(H2O)=4:6=2:3,3υ(NH3)=2υ(H2O),故C错误;
D.υ(O2):υ(NO)=5:4,4υ(O2)=5υ(NO),故D正确,
故选D。
二、选择题(每小题只有1个选项符合题意,每小题3分,共10小题)
11.一定条件下,在一恒容密闭容器中,能表示反应 X(g)+2Y(g)2Z(g) 一定达到化学平衡状态的是
①容器中气体的密度不再发生变化
②X、Y、Z的浓度不再发生变化
③容器中的压强不再发生变化
④单位时间内生成2n mol Z,同时消耗2n mol Y
A. ①② B. ②③ C. ③④ D. ①④
【答案】B
【解析】
试题分析:①根据质量守恒定律知,混合气体的总质量不变,容器的体积不变,所以密度始终不变,所以不能根据密度判断反应是否达到平衡状态,故错误;②当反应达到平衡状态时,X、Y、Z的浓度不再发生变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故正确;③该反应的反应前后气体体积改变,当反应达到平衡状态时,各物质的物质的量不变,所以压强不再变化,所以能判断该反应达到平衡状态,故正确;④当反应达到平衡状态时,单位时间内生成2n mol Z,同时生成2n mol Y,如果单位时间内生成n mol Z,同时生成2n mol Y,该反应未达到平衡状态,故错误;故选B。
考点:考查化学平衡状态的判断
12.能使水的电离平衡右移,且水溶液显碱性的离子是( )
A. HSO3﹣ B. OH﹣
C. Al3+ D. HCO3﹣
【答案】D
【解析】
【分析】
水的电离方程式为H2O⇌H++OH-,能使水的电离平衡右移,且水溶液显碱性,说明该离子能和氢离子反应导致溶液中c(H+)<c(OH-),据此分析解答。
【详解】水的电离方程式为H2O⇌H++OH-,
A.HSO3﹣在溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡,且电离程度大于水解程度,HSO3-电离出H+抑制了水的电离,水的电离平衡左移,溶液呈酸性,故A错误;
B.加入OH-,溶液中c(OH-)增大,抑制水电离,水的电离平衡左移,故B错误;
C.Al3+和氢氧根离子结合成氢氧化铝,促进水电离,导致溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,故C错误;
D.HCO3-在溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡,且水解程度大于电离程度,HCO3-和氢离子结合成碳酸,促进水电离,导致溶液中c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性,故D正确,
故选D。
【点睛】明确加入物质对水的电离的影响是解本题关键,注意掌握溶液酸碱性的判断方法。
13.下列各烧杯中均盛着海水,其中铁腐蚀最快的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】由图所示,B和C构成原电池,B中铁活泼作负极,易被腐蚀,腐蚀速度大于A,C中锌活泼,锌被腐蚀;D为电解池,铁作阴极被保护,不容易失电子而被腐蚀,所以腐蚀最快的是B装置,
故选B。
14. 下列关于铜电极的叙述中不正确的是
A. 用电解法精炼粗铜时,粗铜作阳极
B. 在原电池中,铜电极只能作正极
C. 在镀件上镀铜时,金属铜作阳极
D. 锌铜原电池(稀硫酸为电解质溶液),铜极上发生还原反应
【答案】B
【解析】
试题分析:A.用电解法精炼粗铜时,粗铜作阳极,精铜作阴极,正确;B.在原电池中,电极的正负与电极的活动性有关,若另外一个电极的活动性比Cu强,则铜电极作正极;若另外一个电极的活动性比Cu弱,则铜电极作负极,错误;C.在镀件上镀铜时,金属铜作阳极,镀件作阴极,正确;D.锌铜原电池(稀硫酸为电解质溶液),由于金属活动性Zn>Cu,所以铜极为正极,正极上发生还原反应,正确。
考点:考查原电池、电解池的反应原理的应用的知识。
15.下图是可逆反应A+2B2C+3D的化学反应速率与化学平衡随外界条件改变(先降温后加压)而变化的情况,由此可推断
A. 正反应是吸热反应
B. 若A、B是气体,则D是液体或固体
C. 逆反应是放热反应
D. A、B、C、D均为气体
【答案】D
【解析】
由图示知,降温平衡正向移动,正反应为放热反应,选项D正确,排除C
加压时平衡正向移动,正向是气体系数减小的过程,AB排除
答案为D
16.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣571.6kJ/mol,CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=﹣282.9kJ/mol,某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74kJ的热量,同时生成3.6g液态水,则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为( )
A. 2:1 B. 1:2
C. 1:1 D. 2:3
【答案】C
【解析】
【详解】生成3.6g液态水,则n(H2)=3.6g÷18g/mol=0.2mol,由题干中热化学方程式2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣571.6kJ/mol得,0.2mol氢气完全燃烧放出的热量为:571.6kJ/mol÷2×0.2mol=57.16kJ,所以一氧化碳完全燃烧放出的热量为:113.74kJ-57.16kJ=56.58 kJ,根据热化学方程式CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=﹣282.9kJ/mol得,n(CO)= 56.58 kJ÷282.9kJ/mol=0.2mol,故H2和CO的物质的量之比为0.2mol:0.2mol=1:1,
故选C。
17.在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1 mol/L、0.3 mol/L、0.2 mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )
A. Z为0.3mol/L B. Y2为0.4mol/L
C. X2为0.2mol/L D. Z为0.4mol/L
【答案】A
【解析】
【分析】
利用极限法假设完全反应,计算出相应物质的浓度变化量,实际变化量小于极限值,据此判断分析。
【详解】若反应向正反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最小,Z的浓度最大,假定完全反应,则:
X2(气)+Y2(气)⇌2Z(气)
开始(mol/L):0.1 0.3 0.2
变化(mol/L):0.1 0.1 0.2
平衡(mol/L):0 0.2 0.4
若反应向逆反应进行到达平衡,X2、Y2的浓度最大,Z的浓度最小,假定完全反应,则:
X2(气)+Y2(气)⇌2Z(气)
开始(mol/L):0.1 0.3 0.2
变化(mol/L):0.1 0.1 0.2
平衡(mol/L):0.2 0.4 0
由于为可逆反应,物质不能完全转化所以平衡时浓度范围为0<c(X2)<0.2,0.2<c(Y2)<0.4,0<c(Z)<0.4,故A正确,
故选A。
18.0.02mol·L—1的HCN溶液与0.02mol·L—1的NaCN溶液等体积混合,已知混合溶液中C(CN-)<C(Na+),则下列关系中,正确的是:
A. C(Na+)>C(CN-)>C( H+)>C(OH-)
B. C(HCN)+C (CN-)=0.04mol·L-1
C. C(CN-)>C(HCN)
D. C(Na+)+C(H+)= C(CN-)+C(OH-)
【答案】D
【解析】
设以100L等体积混合,即;溶合后,根据电荷守恒得,因C(CN-)<C(Na+),得,即混合溶液显碱性,以CN—的水解为主;所以
A错,正确为C(Na+)>C(CN-)>C(OH-)>C( H+);B错,C(HCN)+C (CN-)=0.02mol·L-1;C错,正确关系为C(HCN)>C(CN-);D正确,电荷守恒;
19.少量铁粉与100mL0.01mol/L的稀盐酸反应,反应速率太慢.为了加快此反应速率而不改变H2的产量,可以使用如下方法中的( )
①加H2O ②加NaOH固体
③滴入几滴浓盐酸 ④加CH3COONa固体
⑤加NaCl溶液 ⑥滴入几滴硫酸铜溶液
⑦升高温度(不考虑盐酸挥发) ⑧改用10mL0.1mol/L盐酸.
A. ①⑥⑦ B. ③⑤⑧ C. ③⑦⑧ D. ⑤⑦⑧
【答案】C
【解析】
试题分析:①加H2O,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;②加NaOH固体,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;③滴入几滴浓盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故正确;④加CH3COONa固体,生成醋酸,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑤加NaCl溶液,氢离子浓度减小,反应速率减慢,故错误;⑥滴入几滴硫酸铜溶液,构成原电池,反应速率加快,但Fe少量,导致生成的氢气减少,故错误;⑦升高温度(不考虑盐酸挥发),反应速率加快,故正确;⑧改用10mL0.1mol/L盐酸,氢离子浓度增大,反应速率加快,故正确;故选C。
【考点定位】考查化学反应速率的影响因素
【名师点晴】本题考查影响反应速率的因素,明确常见的温度、浓度、原电池对反应速率的影响即可解答。为了加快此反应速率而不改变H2的产量,少量铁粉完全反应,则可增大氢离子浓度、构成原电池、升高温度等来加快反应速率。注意铁粉少量完全反应,生成的氢气由铁粉决定为解答的易错点,解答中易多选⑥。
20. 只改变一个影响因素,平衡常数K与平衡移动的关系叙述不正确的是
A. K值不变,平衡可能移动
B. 平衡向右移动时,K值不一定移动
C. K值有变化,平衡一定移动
D. 相同条件下,同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍,K值也增大两倍
【答案】D
【解析】
试题分析:A.K值不变,化学平衡可能移动,也可能不发生移动,正确;B. 平衡向右移动时,若温度不发生变化,则K值就不变,若温度变化,则K值就会发生变化,因此平衡向右移动时,K值不一定移动,正确;C. K值是化学平衡常数,若K值有变化,平衡一定移动,正确;D. 相同条件下,同一个反应的方程式的化学计量数增大2倍,K值是原来的平方,错误。
考点:考查平衡常数K与平衡移动的关系叙述正误判断的知识。
第Ⅱ卷(非选择题,共50分)
三、填空题(50分)
21.利用下图装置测定中和热的实验步骤如下:
①量取50mL 0.25mol/L H2SO4溶液倒入小烧杯中,测量温度;
②量取50mL 0.55mol/L NaOH溶液,测量温度;
③将NaOH溶液倒入小烧杯中,混合均匀后测量混合液温度。请回答:
(1)如图所示,仪器A的名称是_______________;
(2)NaOH溶液稍过量的原因 ______________。
(3)加入NaOH溶液的正确操作是_______(填字母)。
A.沿玻璃棒缓慢加入 B.一次迅速加入 C.分三次加入
(4)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是 _________________________。
(5)实验数值结果与57.3 kJ/mol有偏差,产生偏差的原因可能是(填字母)______
a.实验装置保温、隔热效果差
b.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
c.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
【答案】 (1). 环形玻璃搅拌棒 (2). 确保硫酸被完全中和 (3). B (4). 用环形玻璃搅拌棒轻轻上下搅动 (5). abc
【解析】
【分析】
根据简易量热计的构造及测量原理分析解答。
【详解】(1)如图所示,仪器A的名称是:环形玻璃搅拌棒,
故答案为:环形玻璃搅拌棒;
(2)NaOH溶液稍过量的原因是:确保硫酸被完全中和,
故答案为:确保硫酸被完全中和;
(3)为了保证热量不散失,加入NaOH溶液的正确操作是:一次迅速加入,
故答案为:B;
(4)使硫酸与NaOH溶液混合均匀的正确操作是用环形玻璃搅拌棒轻轻上下搅动,
故答案为:用环形玻璃搅拌棒轻轻上下搅动;
(5)a.装置保温、隔热效果差,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故a正确;
b.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,热量散失较大,所得中和热的数值偏小,故b正确;
c.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀H2SO4测温度,硫酸的起始温度偏高,温度差偏小,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,故c正确,
故答案为:abc。
22.高炉炼铁中发生的基本反应之一如下:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)(正反应是吸热反应),其平衡常数可表示为K= ,已知1100℃时K=0.263
(1)温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,高炉内CO2和CO的体积比值________;平衡常数K值___________ (选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)1100℃时测得高炉中c(CO2)=0.025mol·L﹣1、c(CO)=0.1mol·L﹣1,在这种情况下,该反应是否处于化学平衡状态_________ (选填“是”或“否”),此时,化学反应速率是υ(正)_______ υ(逆)(选填“大于”“小于”或“等于”),其原因是____________。
(3)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。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)ΔH=+206.0 kJ/mol
Ⅱ.CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH=-129.0 kJ/mol
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式__________。
【答案】 (1). 增大 (2). 增大 (3). 否 (4). 大于 (5). 因为温度不变,K不变,为增大K平衡应向正向移动,所以υ(正)>υ(逆) (6). CH4(g)+H2O(g)CH3OH(g)+H2(g)ΔH=+77.0 kJ·mol-1
【解析】
【分析】
根据平衡常数K和浓度商的大小分析平衡的移动方向;根据盖斯定律计算反应热,并书写热化学方程式。
【详解】(1)正反应吸热,升高温度平衡向正反应方向移动,则高炉内CO2和CO体积比值增大,平衡常数K值增大,
故答案为:增大;增大;
(2)c(CO2)=0.025mol/L,c(CO)=0.1mol/L,Q==0.25<0.263,该反应不处于化学平衡状态,且反应向正方向进行,υ(正)>υ(逆),
故答案为:否; 大于 ;因为温度不变,K不变,为增大K平衡应向正向移动,所以υ(正)>υ(逆);
(3)依据盖斯定律结合题干热化学方程式计算得到;①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.0kJ/mol;②CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-129.0kJ/mol
①+②得到CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH(g)和H2(g)的热化学方程式为:
CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0kJ/mol;
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g)△H=+77.0kJ/mol。
【点睛】热化学方程式在书写过程中要注意物质的状态是否与题干信息一致,反应热的“+、-”表示是否正确。
23.某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。
实验一 配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol·L-1的醋酸溶液,用0.2 mol·L-1的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题:
(1)配制250 mL 0.2 mol·L-1醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、玻璃棒、___和____。
(2)为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.200 0 mol·L-1的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定,几次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积(mL)
20.05
20.00
18.80
19.95
则该醋酸溶液的准确浓度为________。(保留小数点后四位)
实验二 探究浓度对醋酸电离程度的影响
用pH计测定25℃时不同浓度的醋酸溶液的pH,结果如下:
醋酸溶液浓度(mol·L-1)
0.001 0
0.010 0
0.020 0
0.100 0
0.200 0
pH
3.88
3.38
3.23
2.88
2.73
回答下列问题:
(1)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是_________
(2)从表中的数据,还可以得出另一结论:随着醋酸溶液浓度的减小,醋酸的电离程度________(填“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】 (1). 胶头滴管 (2). 250 mL容量瓶 (3). 0.200 0 mol·L-1 (4). 0.010 0 mol·L-1醋酸溶液的pH大于2或醋酸溶液稀释10倍时,pH的变化值小于1 (5). 增大
【解析】
【分析】
根据滴定原理及表中数据计算溶液的浓度;根据pH分析酸性的强弱。
【详解】实验一
(1)配制溶液过程中还需要胶头滴管和250mL容量瓶,
故答案为:胶头滴管,250 mL容量瓶;
(2)根据中和滴定原理计算,要舍弃误差较大的数据;
由于实验3消耗的氢氧化钠的体积与其他差别较大,所以要舍去,V(NaOH)==20.00mL,则c(CH3CH2COOH)==0.2000mol/L;
故答案为:0.2000mol/L;
实验二
(1)若醋酸为强酸,则完全电离,由于是一元酸,0.0100mol/L的醋酸的pH应为2,已知0.0100mol/L的醋酸的pH为3.38,说明醋酸没有完全电离是弱酸,
故答案为:0.010 0 mol·L-1醋酸溶液的pH大于2或醋酸溶液稀释10倍时,pH的变化值小于1;
(2)随着醋酸浓度的减小,氢离子的浓度越来越接近醋酸的浓度,说明浓度越小醋酸的电离程度越大,
故答案为:增大。
24.在如图所示的装置中,若通直流电5min时,铜电极质量增加2.16g。试回答下列问题:
(1)电源中X电极为直流电源的________极。
(2)A中发生反应的离子方程式为________。
(3)B中开始电解一段时间后,溶液的pH如何变化_______(填:变大、变小或不变),若要使溶液恢复原状,可向溶液中加入适量的__________。
(4)写出以下电极反应式
①C中的Ag电极___________________.
②B中的阳极______________________.
(5)通电5min时,B中共收集224mL(标准状况下)气体,溶液体积为200mL,则通电前CuSO4溶液的物质的量浓度为(设电解前后溶液体积无变化)__________。
(6)若电解中的直流电源为甲烷燃料电池(KOH为电解质),则电池的负极反应式为________。
【答案】 (1). 负 (2). 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH- (3). 变小 (4). CuO或CuCO3 (5). Ag﹣e﹣═Ag+ (6). 4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑ (7). 0.025mol/L (8). CH4﹣8e﹣+10OH-=CO32-+7H2O
【解析】
【分析】
由铜电极的质量增加,则Cu电极为阴极,从左到右六个电极名称分别是阴极、阳极、阴极、阳极、阴极、阳极,属于三个串联的电解池,根据电解池原理进一步分析解答。
【详解】(1)三个装置是串联的电解池。C装置中电解AgNO3溶液时,Ag+在阴极发生还原反应变为Ag,所以质量增加的铜电极是阴极,则银电极是阳极,Y是正极,X是负极,
故答案为:负;
(2)A中发生的反应为电解氯化钾溶液,离子方程式为:
2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-,
故答案为:2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-;
(3)B中阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,阴极反应为:Cu2++2e-=Cu,所以溶液的pH变小,从溶液中析出铜和氧气,所以若要使溶液恢复原状,可向溶液中加入适量的CuO或CuCO3,
故答案为:变小,CuO或CuCO3;
(4)①C中的Ag电极作阳极,电极反应为:Ag﹣e﹣═Ag+,
②B中的阳极电极反应为:4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑,
故答案为:Ag﹣e﹣═Ag+; 4OH﹣﹣4e﹣═2H2O+O2↑;
(5)C中阴极反应为Ag++e-═Ag,n(Ag)==0.02mol,则转移电子物质的量为0.02mol;B中阳极反应为4OH--4e-═2H2O+O2↑,则转移0.02mol电子生成氧气为0.005mol,其体积为0.005mol×22.4L/mol=0.112L=112mL,则在阴极也生成112mL气体,由2H++2e-═H2↑,则氢气的物质的量为0.005mol,该反应转移的电子为0.01mol,则Cu2++2e-═Cu中转移0.01mol电子,所以Cu2+的物质的量为0.005mol,通电前c(CuSO4)==0.025 mol•L-1,
故答案为:0.025 mol•L-1;
(6)甲烷燃料电池中甲烷作负极,电解质为氢氧化钾,则生成碳酸根,负极反应式为:CH4﹣8e﹣+10OH-=CO32-+7H2O,
故答案为:CH4﹣8e﹣+10OH-=CO32-+7H2O。
【点睛】明确Cu电极的质量增加是解答本题的突破口,并明确发生的电极反应及电子守恒即可解答,注意计算时电子守恒的应用;书写燃料电池的电极反应式时,要充分考虑到电解质溶液的酸碱性,正确判断产物。
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