还剩15页未读,
继续阅读
【化学】四川省眉山市2019-2020学年高二上学期期末考试(理科)试题(解析版)
展开
四川省眉山市2019-2020学年高二上学期期末考试(理科)试题
1.化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是
①盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加石膏降低土壤的碱性
②泡沫灭火器的化学原料为Na2CO3和Al2(SO4)3
③锅炉水垢中的CaSO4常用Na2CO3溶液和酸除去
④含氟牙膏不能减少龋齿,使人们的牙齿更健康
⑤NaFe(SO4)2·H2O、KAl(SO4)2·12H2O均可作絮凝剂去除工业和生活废水中的悬浮物
⑥在钢闸门上装锌块可以避免钢闸门遭受腐蚀
A. ②④ B. ①②⑥ C. ①③ D. ③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①石膏的成分为CaSO4∙2H2O,它能与Na2CO3反应,转化为难溶的CaCO3,从而降低土壤的碱性,①正确;
②泡沫灭火器的化学原料为NaHCO3和Al2(SO4)3,②不正确;
③锅炉水垢中的CaSO4与饱和Na2CO3溶液反应,可转化为CaCO3,再用酸溶解即可除去,③正确;
④适当浓度的氟离子进入口腔后,与牙釉质的主要成分发生反应,生成坚固的氟磷灰石,因此含氟牙膏能减少龋齿,使人们的牙齿更健康,④不正确;
⑤NaFe(SO4)2·H2O、KAl(SO4)2·12H2O均可作絮凝剂,它们的水解产物Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体能吸附工业和生活废水中的悬浮物并使之沉降,⑤正确;
⑥在钢闸门上装锌块,构成原电池,锌失电子,阻止钢闸门中的Fe失电子,从而保护钢闸门免遭腐蚀,⑥正确。
综合以上分析,②④不正确。答案为:A。
2.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 L 0.1 mol·L−1氯化铵溶液含有的NH4+数目为0.1NA
B. 在密闭容器中充入3 mol H2与1 mol N2,充分反应后转移电子的数目为6NA
C. 0.5 NA个CH4完全燃烧生成H2O和CO2,放出445.2KJ热量,则CH4的燃烧热为-445.2KJ/mol
D. 常温下,2L pH=2的硫酸溶液中含有的H+数目为0.02 NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.在水溶液中,NH4+会发生水解,所以 1 L 0.1 mol·L−1氯化铵溶液含有的NH4+数目小于0.1NA,A错误;
B. 合成氨反应为可逆反应,在密闭容器中充入3 mol H2与1 mol N2,充分反应后转移电子的数目小于6NA,B错误;
C. 0.5 NA个CH4(物质的量为0.5mol)完全燃烧,放出445.2kJ热量,则1molCH4完全燃烧放热不可能为445.2kJ,且没有说明生成的水的存在状态,不能确定燃烧热的大小,C错误;
D. 常温下,pH=2硫酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,2L溶液中含有的H+数目为0.02 NA,D正确。
故选D。
3.下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是
A. pH=1的NaHSO4溶液中:c(H+)=2c(SO42-) +c(OH-)
B. 常温下,pH=4的醋酸与pH=10的NaOH溶液等体积混合后的溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C. Na2CO3溶液中:c(H+) = c(OH-)-c(HCO3-)-c(H2CO3)
D. 含等物质的量的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中:3c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
【答案】B
【解析】
【详解】A. pH=1的NaHSO4溶液中,HSO4-完全电离为H+和SO42-,根据电荷守恒可知:c(H+)+ cNa+)= 2c(SO42-) +c(OH-),由于cNa+)= c(SO42-),所以c(H+)=c(SO42-) +c(OH-),A错误;
B.溶液中的溶质为CH3COONa和CH3COOH,溶液显酸性,以CH3COOH的电离为主,则离子浓度的关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B正确;
C. Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(H+) = c(OH-)-c(HCO3-)-2c(H2CO3),C错误;
D.含等物质的量的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,依据物料守恒,2c(Na+)=3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)],D错误;
故选B。
4.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:aA(g)+bB(g)cC(g)。平衡时测得C的浓度为0.60mol/L,保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的一半,再达平衡时,测得C的浓度增大为1.00 mol/L。下列有关判断正确的是
A. 平衡向正反应方向移动 B. a+b>c
C. A的转化率降低 D. B的体积分数下降
【答案】C
【解析】
【详解】保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的一半,C的浓度变为1.20mol/L,再达平衡时,C的浓度增大为1.00 mol/L;结果表明,加压,平衡逆向移动,a+b
5.下列实验操作和过程可以达到实验目的的是
选项
实验目的
实验操作和过程
A
取20.00 mL盐酸
在50mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00mL后,将剩余盐酸全部放入锥形瓶
B
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
C
探究铁的吸氧腐蚀
将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中
D
证明 Ksp(CuS)
向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生成黑色沉淀
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.50mL酸式滴定管的50mL刻度位于活塞的上方,在50mL下方仍有液体,初始读数为30.00mL时,将剩余盐酸全部放入锥形瓶,则体积大于20.00 mL,A错误;
B.NaHSO3+H2O2=NaHSO4+H2O,无现象,无法用此实验探究浓度对反应速率的影响,B 错误;
C.铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润,一段时间后,看到导管内液面上升,则表明反应消耗O2,铁发生吸氧腐蚀,C正确;
D.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,虽然生成黑色CuS沉淀,但不能证明ZnS与Cu2+发生反应,D错误;
故选C。
6.铅蓄电池是最常见的二次电池,它的电池总反应式为:Pb + PbO2 + 4H++ 2SO42- 2PbSO4+ 2H2O。下列说法正确的是
A. 充电时,阳极反应为:Pb-2e-+ SO42-= PbSO4
B. 放电时,电路中通过2mol电子,负极板减轻207g
C. 放电结束后,要使铅蓄电池复原,Pb电极应与外电源正极连接
D. 用铅蓄电池电解精炼粗铜,粗铜应与PbO2的电极相接
【答案】D
【解析】
【详解】A. 充电时,阳极反应为:PbSO4-2e-+ 2H2O=PbO2+SO42-+4H+,A错误;
B. 放电时,电路中通过2mol电子,负极反应为Pb-2e-+ SO42-= PbSO4,负极板增重96g,B错误;
C. 放电结束后,要使铅蓄电池复原,Pb电极应与外电源负极连接,C错误;
D. 用铅蓄电池电解精炼粗铜,粗铜应作阳极,与正极PbO2相接,D正确。
故选D。
7.根据下列图示所得出的结论不正确的是
A. 图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0
B. 图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小
C. 图丙是室温下用0.1000 mol·L−1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L−1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸
D. 图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42−)的关系曲线,说明溶液中c(SO42− )越大c(Ba2+ )越小
【答案】C
【解析】
【分析】
A. 升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH0;
B. 根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小;
C. 根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸;
D. 根据图像可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小。
【详解】A. 升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH0,A项正确;
B. 根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小,B项正确;
C. 根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸,C项错误;
D. 根据图像可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小,D项正确;
答案选C。
【点睛】本题考查图像的分析,侧重考查温度对化学平衡常数的影响、化学反应速率、酸碱中和滴定pH曲线的分析、沉淀溶解平衡曲线的分析,掌握有关的原理,明确图像中纵、横坐标的含义和曲线的变化趋势是解题的关键。
8.甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
(1)已知相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-H
C-O
H-O
C-H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1076
465
413
由此计算△H1=______kJ·mol-1(用数值表示),则△H3=______kJ·mol-1(用△H1和△H2表示)。
(2)向恒温、恒容密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2(g)进行①反应,下列能说明反应达到平衡状态的是_____(填编号,下同)。
a.体系压强保持不变
b.v正(CO) = v逆(H2)
c.CO与CH3OH的物质的量之比保持不变
d.每消耗1molCO的同时生成1molCH3OH
e.混合气体的密度保持不变
(3)向同温、同体积的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入气体进行①反应。甲容器:2mol H2和1molCO;乙容器:1mol H2和0.5mol CO;丙容器:1mol CH3OH。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系正确的是________。
a.转化率:甲>乙 b.反应放出的热量数值Q:Q甲 = 2Q乙
c.CO的质量m:m甲= m丙> 2m乙 d.容器内压强P:P甲=P丙<2P乙
【答案】 (1). -99 (2). △H2-△H1 (3). ac (4). ad
【解析】
【分析】
(1)利用键能计算,△H1=反应物的总键能-生成物的总键能,反应②-反应①即得△H3。
(2)a.反应前后气体分子数不等,体系压强保持不变,则达平衡状态;
b.CO与H2的化学计量数不等,则v正(CO) = v逆(H2)不是平衡状态;
c.只要平衡移动,CO与CH3OH的物质的量之比发生改变,现比值保持不变,则达平衡状态;
d.不管反应是否达到平衡,每消耗1molCO的同时生成1molCH3OH,C不一定达平衡状态;
e.气体的质量不变、容器的体积不变,混合气体的密度始终不变,e不一定达平衡状态。
(3)a.甲的浓度为乙的二倍,则甲相当于乙加压,平衡正向移动,则转化率甲>乙,a正确;
b.甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,所以反应放出的热量数值Q甲 > 2Q乙 ,b错误;
c.甲与丙是等效平衡,CO的质量m甲= m丙;甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,则m甲<2m乙,c错误;
d.甲与丙是等效平衡,容器内压强P甲=P丙;乙相当于甲的体积减为原来的一半,则平衡正向移动,P甲<2P乙,d正确。
【详解】(1)利用键能进行计算,△H1=(1076+2×436-3×413-343-465)kJ/mol=-99kJ/mol;
反应②-反应①即得△H3=(△H2-△H1)kJ/mol。答案为:-99;△H2-△H1;
(2)a.反应前后气体分子数不等,体系压强保持不变,则达平衡状态;
b.CO与H2的化学计量数不等,则v正(CO) = v逆(H2)不是平衡状态;
c.只要平衡移动,CO与CH3OH的物质的量之比发生改变,现比值保持不变,则达平衡状态;
d.不管反应是否达到平衡,每消耗1molCO的同时生成1molCH3OH,C不一定达平衡状态;
e.气体的质量不变、容器的体积不变,混合气体的密度始终不变,e不一定达平衡状态。
故ac能说明反应达平衡状态。答案为:ac;
(3)a.甲的浓度为乙的二倍,甲相当于乙加压,平衡正向移动,则转化率甲>乙,a正确;
b.甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,所以反应放出的热量数值Q甲 > 2Q乙 ,b错误;
c.甲与丙是等效平衡,CO的质量m甲= m丙;甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,则m甲<2m乙,c错误;
d.甲与丙是等效平衡,容器内压强P:P甲=P丙;乙相当于甲的体积减为原来的一半,则平衡正向移动,P甲<2P乙,d正确。
故ad正确。答案为:ad。
【点睛】在利用等效平衡比较两种情况下的某物质的质量或百分含量时,我们可将过程切分为两个阶段,第一阶段为体积改变,从而引起浓度改变;第二阶段为平衡移动,从而引起转化率的改变,最后综合两种改变,得出结论。
9.对反应3SO2(g) + 2H2O(g)2H2SO4(l) + S(s) △H,在某一投料比,不同条件下达平衡时,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
(1)p2___ p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是____。
(2)为了提高SO2的平衡转化率,可采取适当增大压强、_____、______(任意补充两个合理措施)。
【答案】 (1). > (2). 相同温度下,压强从P1到P2时H2SO4的物质的量分数增大,说明平衡向右移动,而向右是气体体积缩小的方向,说明压强的变化是增大了,所以P2>P1 (3). 降低温度 (4). 充入H2O(g)(其余合理答案也可)
【解析】
【分析】
(1)从反应方程式看,反应物分子都为气体,而生成物分子都为非气体;从图中可以看出,p2时H2SO4的物质的量分数大,依据平衡移动原理,可确定p2与 p1的大小关系。
(2)由图中信息,可确定温度变化对H2SO4的物质的量分数的影响。为了提高SO2的平衡转化率,可采取适当增大压强、改变温度、加入反应物或取出生成物等。
【详解】(1)从反应方程式看3SO2(g) + 2H2O(g)2H2SO4(l) + S(s),反应物分子都为气体,而生成物分子都为非气体;从图中可以看出,p2时H2SO4的物质的量分数大。依据平衡移动原理,加压,平衡正向移动,产物的物质的量分数大,所以p2>p1;得出该结论的理由是相同温度下,压强从P1到P2时H2SO4的物质的量分数增大,说明平衡向右移动,而向右是气体体积缩小的方向,说明压强的变化是增大了,所以P2>P1。答案为:>;相同温度下,压强从P1到P2时H2SO4的物质的量分数增大,说明平衡向右移动,而向右是气体体积缩小的方向,说明压强的变化是增大了,所以P2>P1;
(2)从图中可以看出,升高温度,H2SO4的物质的量分数减小,则表明正反应为放热反应。为了提高SO2的平衡转化率,可采取适当增大压强、降温、加入反应物或取出生成物等。答案为:降低温度;充入H2O(g)(其余合理答案也可)。
【点睛】提高SO2的平衡转化率,则平衡一定向正反应方向移动,对反应速率,则未提出要求。也是说,改变条件,反应速率加快,只要平衡正向移动,符合题意;若改变条件,使反应速率减慢,但平衡正向移动,也符合题意。
10.在容积为1.00L容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4 (g)2NO2 (g)△H,随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H ___0(填“﹥”或“﹤”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为___________mol·L-1·s-1,反应的平衡常数K为_______mol·L-1。
(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),此时v正_______ v逆(填“>”或“<”或“=”)。
【答案】 (1). > (2). 1×10-3 (3). 0.36 (4). <
【解析】
【分析】
(1)随温度升高,混合气体的颜色变深,则表明平衡正向移动,由此得出反应的△H 与0的关系;在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为,反应的平衡常数K为。
(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),利用浓度商与K进行比较,确定平衡移动的方向,从而确定v正与 v逆的相对大小。
【详解】(1)随温度升高,混合气体的颜色变深,则表明平衡正向移动,由此得出反应的△H>0;在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为=1×10-3mol·L-1·s-1,反应的平衡常数K为=0.36mol·L-1。答案为:>;1×10-3;0.36;
(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),Q==1>0.36,所以平衡逆向移动,v正
【点睛】在利用已知平衡体系判断混合体系中平衡移动的方向时,我们易犯的错误是采用一边倒的方法。应该采用的方法,求出浓度商,然后与平衡常数进行比较。
11.Ⅰ、某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。
(1)曲线Ⅰ代表____溶液(填“HNO2”或“CH3COOH”,下同)。
(2)a点时,物质的量浓度较大的是______溶液。相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)较少的是_____。
(3)b、c两点溶液中水的电离程度较大的是___ (填“b”或“c”)。
(4)CH3COOH的稀释过程中,下列说法正确的是___ (填编号)。
a.CH3COOH的电离常数增大
b.H+物质的量减小
c. 保持不变
d. CH3COOH的电离程度增大,溶液的导电能力增强
Ⅱ、25℃,两种酸的电离平衡常数如表。
H2A
4.4×10-7
4.7×10-11
H2B
1.3×10-7
7.1×10-15
(5)HA-的电离平衡常数表达式K =_______。
(6)0.10 mol·L-1 NaHB溶液中H+、OH-、Na+、HB-的浓度由大到小的顺序为_______。
(7)等浓度的四种溶液:a. Na2A、b. NaHA、c. Na2B、d. NaHB的pH由大到小顺序是_______(填字母)。
【答案】 (1). HNO2 (2). CH3COOH (3). HNO2 (4). C (5). C (6). (7). c(Na+)>c(HB—)>c(OH—)>c(H+) (8). c、a、d、b
【解析】
【分析】
(1)将pH和体积均相同的两种酸溶液分别加水稀释,电离常数越大的酸,稀释相同倍数后,溶液的pH变化越大;
(2)电离常数越小的酸,相同pH时,物质的量浓度越大,消耗NaOH溶液的体积越大。
(3)酸溶液中,pH越大的酸,水的电离程度越大;
(4)a.温度不变时,CH3COOH的电离常数不变;
b.随着水的不断加入,弱酸的电离程度不断增大,H+的物质的量增大;
c. =,温度不变时,Kw、Ka保持不变;
d. 加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,但离子浓度减小,溶液的导电能力减弱。
(5)HA-的电离平衡常数表达式K =;
(6)NaHB溶液中,HB-的水解常数为=2.27×10-8>4.7×10-11,所以HB-主要发生水解反应,从而得出H+、OH-、Na+、HB-的浓度由大到小的顺序;
(7)比较四种溶液的pH时,应比较它们的电离常数,电离常数越小,溶液的 pH越大。
【详解】(1)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5,由数据可以看出,HNO2的电离常数大,稀释相同倍数后,溶液的pH变化大,则曲线Ⅰ代表HNO2溶液。答案为:HNO2;
(2)a点时,电离常数越小的酸,相同pH时,物质的量浓度越大,CH3COOH的电离常数小,则物质的量浓度较大的是CH3COOH溶液。相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,电离常数大的酸,消耗NaOH溶液少,则溶液中n(Na+)较少的是HNO2。答案为:CH3COOH;HNO2;
(3)酸溶液中,pH越大的酸,水的电离程度越大,则b、c两点溶液中水的电离程度较大的是c。答案为:c;
(4)a.温度不变时,CH3COOH的电离常数不变,a错误;
b.随着水的不断加入,弱酸的电离程度不断增大,H+的物质的量增大,b错误;
c. =,温度不变时,Kw、Ka保持不变,c正确;
d. 加水稀释,CH3COOH电离程度增大,但离子浓度减小,溶液的导电能力减弱,d错误。答案为:c;
(5)HA-的电离平衡常数表达式K =。答案为:;
(6)NaHB溶液中,HB-的水解常数为=2.27×10-8>4.7×10-11,所以HB-主要发生水解反应,从而得出H+、OH-、Na+、HB-的浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HB—)>c(OH—)>c(H+)。答案为:c(Na+)>c(HB—)>c(OH—)>c(H+);
(7)比较四种溶液的pH时,应比较它们的电离常数,电离常数越小,溶液的 pH越大,则pH由大到小顺序是c、a、d、b。答案为:c、a、d、b。
【点睛】弱酸的电离常数越大,则电离程度越大,对应的酸根离子的水解常数越小,水解生成的c(OH-)越小,pH越小。
12.Ⅰ、某学生用已知物质的量浓度的硫酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择酚酞作指示剂。回答下列问题:
(1)用标准的硫酸滴定待测的NaOH溶液时,终点现象是_______。
(2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则滴定结束时的读数为___________ mL,所用硫酸溶液的体积为_______mL。
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.1000mol·L-1硫酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
2500
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
依据上表数据计算可得该NaOH溶液的物质的量浓度为___mol·L-1(保留四位有效数字)。
(4)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是_____(填字母)。
A.酸式滴定管未用标准硫酸润洗就直接注入标准硫酸
B.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.锥形瓶用水洗涤后,用待测液润洗
(5)酸碱中和滴定原理也可用于其它类型的滴定。如:一种测定水样中Br-的浓度的实验步骤如下:
①向锥形瓶中加入处理后的水样25.00mL,加入几滴NH4Fe(SO4)2溶液。
②加入V1mL c1 mol/L AgNO3溶液(过量),充分摇匀。
③用c2mol/L KSCN标准溶液进行滴定,至终点时消耗标准溶液V2mL。
计算该水样中Br-的物质的量浓度为_______mol·L-1(已知:Ksp(AgBr)= 7.7×10-13,Ag++ SCN-=AgSCN(白色)↓ ,Ksp(AgSCN)= 1×10-12)。
Ⅱ、某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。实验装置如图所示。
(6)仪器a的名称是_______。
(7)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,测得起止温度差的平均值为4.0℃。近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则计算得中和热ΔH=______(取小数点后一位)。
(8)上述实验结果与-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.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.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). 滴入最后一滴标准液,溶液从红色变成无色,30s无变化 (2). 26.60 (3). 26.10 (4). 0.2088 (5). B (6). (7). 环形玻璃搅拌棒 (8). -53.5kJ·mol-1 (9). acd
【解析】
【分析】
(1)用标准的硫酸滴定待测的NaOH溶液时,终点现象是起初红色,后来无色。
(2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则滴定结束时的读数为26.60mL,所用硫酸溶液的体积为26.10mL。
(3)第二次实验数据失真,第一次与第三次硫酸体积的平均值为26.10mL,依据上表数据计算可得该NaOH溶液的物质的量浓度为。
(4)A.酸式滴定管未用标准硫酸润洗就直接注入标准硫酸,硫酸浓度偏小,所用体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,A不合题意;
B.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,读取的硫酸体积数值偏小,测得NaOH溶液的浓度数值偏低,B符合题意;
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读取的硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,C不合题意;
D.锥形瓶用水洗涤后,用待测液润洗,所用硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏大,D不合题意。
(5)因为Ksp(AgBr)< Ksp(AgSCN),所以KSCN不会与AgBr发生反应,该水样中Br-的物质的量浓度为AgNO3的起始物质的量与剩余物质的量之差,除以水样的体积。
(6)仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。
(7)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,测得起止温度差的平均值为4.0℃ΔH=。
(8)a.实验装置保温、隔热效果差,ΔH数值偏小;
b.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数,NaOH所取体积偏大,释放的热量偏多,ΔH数值偏大;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,在加入过程中导致热量损失,ΔH数值偏小;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,因温度计上附着的NaOH与硫酸反应放热,导致硫酸的起始温度偏高,最终热量差值偏小,ΔH数值偏小。
【详解】(1)用标准的硫酸滴定待测的NaOH溶液时,终点现象是滴入最后一滴标准液,溶液从红色变成无色,30s无变化。答案为:滴入最后一滴标准液,溶液从红色变成无色,30s无变化;
(2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则滴定结束时的读数为26.60mL,所用硫酸溶液的体积为26.10mL。答案为:26.60;26.10;
(3)第二次实验数据失真,第一次与第三次硫酸体积的平均值为26.10mL,依据上表数据计算可得该NaOH溶液的物质的量浓度为=0.2088。答案为:0.2088;
(4)A.酸式滴定管未用标准硫酸润洗就直接注入标准硫酸,硫酸浓度偏小,所用体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,A不合题意;
B.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,读取的硫酸体积数值偏小,测得NaOH溶液的浓度数值偏低,B符合题意;
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读取的硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,C不合题意;
D.锥形瓶用水洗涤后,用待测液润洗,所用硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏大,D不合题意。答案为:B;
(5)因为Ksp(AgBr)< Ksp(AgSCN),所以KSCN不会与AgBr发生反应,该水样中Br-的物质的量浓度为 mol·L-1。答案为:;
(6)仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。答案为:环形玻璃搅拌棒;
(7)ΔH==-53.5kJ/mol。答案为:-53.5kJ/mol;
(8)53.5<57.3,则ΔH的测定值偏低。
a.实验装置保温、隔热效果差,ΔH数值偏小;
b.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数,NaOH所取体积偏大,释放的热量偏多,ΔH数值偏大;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,在加入过程中导致热量损失,ΔH数值偏小;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,因温度计上附着的NaOH与硫酸反应放热,导致硫酸的起始温度偏高,最终热量差值偏小,ΔH数值偏小。
故acd符合题意。答案为:acd。
【点睛】测定中和热时,我们平时都使用NaOH与盐酸反应,由于思维定势,我们很可能会忽视此时所用的酸为硫酸,于是只看体积数值,认为硫酸完全反应,按硫酸计算反应物的物质的量,从而得出错误的结论。
13.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
相关金属离子[c (Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
x
8.3
8.2
9.4
常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,溶液中当离子浓度小于1×10-5mol/L时可认为沉淀完全。回答下列问题:
(1)用稀硫酸溶浸时,产生PbSO4和SiO2沉淀,经过滤后,向滤液中加入O2、ZnO,目的是除去杂质Fe2+、Fe3+,则氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH,应调节溶液的pH的范围为_______(填数值)。
(2)用铂电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时,电解的总反应为________,电解使锌沉积后,电解液可返回_______工序循环使用。
【答案】 (1). 3~6.2 (2). (或) (3). 溶浸
【解析】
【分析】
(1)c(Fe3+)=1×10-5mol/L,1×10-5×c3(OH-)=1×10-38,c(OH-)=1×10-11mol/L,pH=3;氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH,使溶液中的Fe3+水解从而转化为Fe(OH)3沉淀,应调节溶液的pH应在Fe3+完全沉淀与Zn2+开始沉淀之间;
(2)用铂电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时,电解的总反应为硫酸锌水溶液中Zn2+得电子生成Zn,水失电子生成O2等,电解使锌沉积后,电解液可返回溶浸工序循环使用。
【详解】(1)c(Fe3+)=1×10-5mol/L,1×10-5×c3(OH-)=1×10-38,c(OH-)=1×10-11mol/L,pH=3;氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH,使溶液中的Fe3+水解从而转化为Fe(OH)3沉淀,应调节溶液的pH的范围为3~6.2。答案为:3~6.2;
(2)用铂电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时,电解的总反应为硫酸锌水溶液中Zn2+得电子生成Zn,水失电子生成O2等,电解的总反应为(或);电解使锌沉积后,电解液可返回溶浸工序循环使用。答案为:(或);溶浸。
【点睛】除杂质时,调节溶液的pH在哪个范围内,是学生的易错点。在选择pH时,首先需弄清要除去的是哪种杂质,哪种离子需要保留,从而确定选择的pH应在杂质离子完全沉淀时的pH与待保留离子刚开始沉淀的pH之间。
14.环境问题是现在全世界的重要课题。
(1)NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应:2CO +2NO=N2+2CO2,为了控制大气污染,提出以下建议,你认为可行的是_______(填编号)。
A.使用催化剂 B.改变压强 C.提高反应温度
(2)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式为________。
【答案】 (1). A (2). (或)
【解析】
【分析】
(1)A.使用催化剂,可以加快反应速率;B.在机动车的排气系统内,我们很难改变压强; C.在机动车的排气系统内,我们很难提高反应温度;
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解时阳极为HNO2失电子转化为HNO3。
【详解】(1)A.使用催化剂,可以加快反应速率,让NO和CO的混合气在尽可能短的时间内转化,A正确;
B.在机动车的排气系统内,我们很难改变压强,此方法不可行,B不正确;
C.在机动车的排气系统内,我们很难提高反应温度,此方法不可行,C不正确。
答案为:A;
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。电解时阳极为HNO2失电子转化为HNO3,阳极反应式为(或)。答案为:(或)。
【点睛】电解HNO3和HNO2的混合溶液时,阳极反应式为:HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+,阴极反应 为:2H++2e-=H2↑。用电解法的优点是转化速率快,提纯效果好。
1.化学与生产生活密切相关,下列说法不正确的是
①盐碱地(含较多Na2CO3等)不利于作物生长,可施加石膏降低土壤的碱性
②泡沫灭火器的化学原料为Na2CO3和Al2(SO4)3
③锅炉水垢中的CaSO4常用Na2CO3溶液和酸除去
④含氟牙膏不能减少龋齿,使人们的牙齿更健康
⑤NaFe(SO4)2·H2O、KAl(SO4)2·12H2O均可作絮凝剂去除工业和生活废水中的悬浮物
⑥在钢闸门上装锌块可以避免钢闸门遭受腐蚀
A. ②④ B. ①②⑥ C. ①③ D. ③④⑤
【答案】A
【解析】
【详解】①石膏的成分为CaSO4∙2H2O,它能与Na2CO3反应,转化为难溶的CaCO3,从而降低土壤的碱性,①正确;
②泡沫灭火器的化学原料为NaHCO3和Al2(SO4)3,②不正确;
③锅炉水垢中的CaSO4与饱和Na2CO3溶液反应,可转化为CaCO3,再用酸溶解即可除去,③正确;
④适当浓度的氟离子进入口腔后,与牙釉质的主要成分发生反应,生成坚固的氟磷灰石,因此含氟牙膏能减少龋齿,使人们的牙齿更健康,④不正确;
⑤NaFe(SO4)2·H2O、KAl(SO4)2·12H2O均可作絮凝剂,它们的水解产物Fe(OH)3胶体、Al(OH)3胶体能吸附工业和生活废水中的悬浮物并使之沉降,⑤正确;
⑥在钢闸门上装锌块,构成原电池,锌失电子,阻止钢闸门中的Fe失电子,从而保护钢闸门免遭腐蚀,⑥正确。
综合以上分析,②④不正确。答案为:A。
2.已知NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 1 L 0.1 mol·L−1氯化铵溶液含有的NH4+数目为0.1NA
B. 在密闭容器中充入3 mol H2与1 mol N2,充分反应后转移电子的数目为6NA
C. 0.5 NA个CH4完全燃烧生成H2O和CO2,放出445.2KJ热量,则CH4的燃烧热为-445.2KJ/mol
D. 常温下,2L pH=2的硫酸溶液中含有的H+数目为0.02 NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.在水溶液中,NH4+会发生水解,所以 1 L 0.1 mol·L−1氯化铵溶液含有的NH4+数目小于0.1NA,A错误;
B. 合成氨反应为可逆反应,在密闭容器中充入3 mol H2与1 mol N2,充分反应后转移电子的数目小于6NA,B错误;
C. 0.5 NA个CH4(物质的量为0.5mol)完全燃烧,放出445.2kJ热量,则1molCH4完全燃烧放热不可能为445.2kJ,且没有说明生成的水的存在状态,不能确定燃烧热的大小,C错误;
D. 常温下,pH=2硫酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,2L溶液中含有的H+数目为0.02 NA,D正确。
故选D。
3.下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是
A. pH=1的NaHSO4溶液中:c(H+)=2c(SO42-) +c(OH-)
B. 常温下,pH=4的醋酸与pH=10的NaOH溶液等体积混合后的溶液中:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
C. Na2CO3溶液中:c(H+) = c(OH-)-c(HCO3-)-c(H2CO3)
D. 含等物质的量的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中:3c(Na+)=2[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)]
【答案】B
【解析】
【详解】A. pH=1的NaHSO4溶液中,HSO4-完全电离为H+和SO42-,根据电荷守恒可知:c(H+)+ cNa+)= 2c(SO42-) +c(OH-),由于cNa+)= c(SO42-),所以c(H+)=c(SO42-) +c(OH-),A错误;
B.溶液中的溶质为CH3COONa和CH3COOH,溶液显酸性,以CH3COOH的电离为主,则离子浓度的关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B正确;
C. Na2CO3溶液中存在质子守恒:c(H+) = c(OH-)-c(HCO3-)-2c(H2CO3),C错误;
D.含等物质的量的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中,依据物料守恒,2c(Na+)=3[c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)],D错误;
故选B。
4.在密闭容器中的一定量混合气体发生反应:aA(g)+bB(g)cC(g)。平衡时测得C的浓度为0.60mol/L,保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的一半,再达平衡时,测得C的浓度增大为1.00 mol/L。下列有关判断正确的是
A. 平衡向正反应方向移动 B. a+b>c
C. A的转化率降低 D. B的体积分数下降
【答案】C
【解析】
【详解】保持温度不变,将容器的容积缩小到原来的一半,C的浓度变为1.20mol/L,再达平衡时,C的浓度增大为1.00 mol/L;结果表明,加压,平衡逆向移动,a+b
选项
实验目的
实验操作和过程
A
取20.00 mL盐酸
在50mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00mL后,将剩余盐酸全部放入锥形瓶
B
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
C
探究铁的吸氧腐蚀
将铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润后,置于如图所示装置中
D
证明 Ksp(CuS)
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.50mL酸式滴定管的50mL刻度位于活塞的上方,在50mL下方仍有液体,初始读数为30.00mL时,将剩余盐酸全部放入锥形瓶,则体积大于20.00 mL,A错误;
B.NaHSO3+H2O2=NaHSO4+H2O,无现象,无法用此实验探究浓度对反应速率的影响,B 错误;
C.铁粉和活性炭的混合物用NaCl溶液湿润,一段时间后,看到导管内液面上升,则表明反应消耗O2,铁发生吸氧腐蚀,C正确;
D.向含有ZnS和Na2S的悬浊液中滴加CuSO4溶液,虽然生成黑色CuS沉淀,但不能证明ZnS与Cu2+发生反应,D错误;
故选C。
6.铅蓄电池是最常见的二次电池,它的电池总反应式为:Pb + PbO2 + 4H++ 2SO42- 2PbSO4+ 2H2O。下列说法正确的是
A. 充电时,阳极反应为:Pb-2e-+ SO42-= PbSO4
B. 放电时,电路中通过2mol电子,负极板减轻207g
C. 放电结束后,要使铅蓄电池复原,Pb电极应与外电源正极连接
D. 用铅蓄电池电解精炼粗铜,粗铜应与PbO2的电极相接
【答案】D
【解析】
【详解】A. 充电时,阳极反应为:PbSO4-2e-+ 2H2O=PbO2+SO42-+4H+,A错误;
B. 放电时,电路中通过2mol电子,负极反应为Pb-2e-+ SO42-= PbSO4,负极板增重96g,B错误;
C. 放电结束后,要使铅蓄电池复原,Pb电极应与外电源负极连接,C错误;
D. 用铅蓄电池电解精炼粗铜,粗铜应作阳极,与正极PbO2相接,D正确。
故选D。
7.根据下列图示所得出的结论不正确的是
A. 图甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0
B. 图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小
C. 图丙是室温下用0.1000 mol·L−1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L−1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸
D. 图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42−)的关系曲线,说明溶液中c(SO42− )越大c(Ba2+ )越小
【答案】C
【解析】
【分析】
A. 升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH0;
B. 根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小;
C. 根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸;
D. 根据图像可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小。
【详解】A. 升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH0,A项正确;
B. 根据图像,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小,B项正确;
C. 根据图像,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸,C项错误;
D. 根据图像可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小,D项正确;
答案选C。
【点睛】本题考查图像的分析,侧重考查温度对化学平衡常数的影响、化学反应速率、酸碱中和滴定pH曲线的分析、沉淀溶解平衡曲线的分析,掌握有关的原理,明确图像中纵、横坐标的含义和曲线的变化趋势是解题的关键。
8.甲醇是重要的化工原料,又可作为燃料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H1
②CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H2
③CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H3
(1)已知相关的化学键键能数据如下:
化学键
H-H
C-O
H-O
C-H
E/(kJ·mol-1)
436
343
1076
465
413
由此计算△H1=______kJ·mol-1(用数值表示),则△H3=______kJ·mol-1(用△H1和△H2表示)。
(2)向恒温、恒容密闭容器中充入一定量的CO(g)和H2(g)进行①反应,下列能说明反应达到平衡状态的是_____(填编号,下同)。
a.体系压强保持不变
b.v正(CO) = v逆(H2)
c.CO与CH3OH的物质的量之比保持不变
d.每消耗1molCO的同时生成1molCH3OH
e.混合气体的密度保持不变
(3)向同温、同体积的甲、乙、丙三个密闭容器中分别充入气体进行①反应。甲容器:2mol H2和1molCO;乙容器:1mol H2和0.5mol CO;丙容器:1mol CH3OH。恒温、恒容下反应达平衡时,下列关系正确的是________。
a.转化率:甲>乙 b.反应放出的热量数值Q:Q甲 = 2Q乙
c.CO的质量m:m甲= m丙> 2m乙 d.容器内压强P:P甲=P丙<2P乙
【答案】 (1). -99 (2). △H2-△H1 (3). ac (4). ad
【解析】
【分析】
(1)利用键能计算,△H1=反应物的总键能-生成物的总键能,反应②-反应①即得△H3。
(2)a.反应前后气体分子数不等,体系压强保持不变,则达平衡状态;
b.CO与H2的化学计量数不等,则v正(CO) = v逆(H2)不是平衡状态;
c.只要平衡移动,CO与CH3OH的物质的量之比发生改变,现比值保持不变,则达平衡状态;
d.不管反应是否达到平衡,每消耗1molCO的同时生成1molCH3OH,C不一定达平衡状态;
e.气体的质量不变、容器的体积不变,混合气体的密度始终不变,e不一定达平衡状态。
(3)a.甲的浓度为乙的二倍,则甲相当于乙加压,平衡正向移动,则转化率甲>乙,a正确;
b.甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,所以反应放出的热量数值Q甲 > 2Q乙 ,b错误;
c.甲与丙是等效平衡,CO的质量m甲= m丙;甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,则m甲<2m乙,c错误;
d.甲与丙是等效平衡,容器内压强P甲=P丙;乙相当于甲的体积减为原来的一半,则平衡正向移动,P甲<2P乙,d正确。
【详解】(1)利用键能进行计算,△H1=(1076+2×436-3×413-343-465)kJ/mol=-99kJ/mol;
反应②-反应①即得△H3=(△H2-△H1)kJ/mol。答案为:-99;△H2-△H1;
(2)a.反应前后气体分子数不等,体系压强保持不变,则达平衡状态;
b.CO与H2的化学计量数不等,则v正(CO) = v逆(H2)不是平衡状态;
c.只要平衡移动,CO与CH3OH的物质的量之比发生改变,现比值保持不变,则达平衡状态;
d.不管反应是否达到平衡,每消耗1molCO的同时生成1molCH3OH,C不一定达平衡状态;
e.气体的质量不变、容器的体积不变,混合气体的密度始终不变,e不一定达平衡状态。
故ac能说明反应达平衡状态。答案为:ac;
(3)a.甲的浓度为乙的二倍,甲相当于乙加压,平衡正向移动,则转化率甲>乙,a正确;
b.甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,所以反应放出的热量数值Q甲 > 2Q乙 ,b错误;
c.甲与丙是等效平衡,CO的质量m甲= m丙;甲中气体的物质的量是乙的二倍,且平衡正向移动,则m甲<2m乙,c错误;
d.甲与丙是等效平衡,容器内压强P:P甲=P丙;乙相当于甲的体积减为原来的一半,则平衡正向移动,P甲<2P乙,d正确。
故ad正确。答案为:ad。
【点睛】在利用等效平衡比较两种情况下的某物质的质量或百分含量时,我们可将过程切分为两个阶段,第一阶段为体积改变,从而引起浓度改变;第二阶段为平衡移动,从而引起转化率的改变,最后综合两种改变,得出结论。
9.对反应3SO2(g) + 2H2O(g)2H2SO4(l) + S(s) △H,在某一投料比,不同条件下达平衡时,H2SO4在平衡体系中物质的量分数随温度的变化关系如图所示。
(1)p2___ p1(填“>”或“<”),得出该结论的理由是____。
(2)为了提高SO2的平衡转化率,可采取适当增大压强、_____、______(任意补充两个合理措施)。
【答案】 (1). > (2). 相同温度下,压强从P1到P2时H2SO4的物质的量分数增大,说明平衡向右移动,而向右是气体体积缩小的方向,说明压强的变化是增大了,所以P2>P1 (3). 降低温度 (4). 充入H2O(g)(其余合理答案也可)
【解析】
【分析】
(1)从反应方程式看,反应物分子都为气体,而生成物分子都为非气体;从图中可以看出,p2时H2SO4的物质的量分数大,依据平衡移动原理,可确定p2与 p1的大小关系。
(2)由图中信息,可确定温度变化对H2SO4的物质的量分数的影响。为了提高SO2的平衡转化率,可采取适当增大压强、改变温度、加入反应物或取出生成物等。
【详解】(1)从反应方程式看3SO2(g) + 2H2O(g)2H2SO4(l) + S(s),反应物分子都为气体,而生成物分子都为非气体;从图中可以看出,p2时H2SO4的物质的量分数大。依据平衡移动原理,加压,平衡正向移动,产物的物质的量分数大,所以p2>p1;得出该结论的理由是相同温度下,压强从P1到P2时H2SO4的物质的量分数增大,说明平衡向右移动,而向右是气体体积缩小的方向,说明压强的变化是增大了,所以P2>P1。答案为:>;相同温度下,压强从P1到P2时H2SO4的物质的量分数增大,说明平衡向右移动,而向右是气体体积缩小的方向,说明压强的变化是增大了,所以P2>P1;
(2)从图中可以看出,升高温度,H2SO4的物质的量分数减小,则表明正反应为放热反应。为了提高SO2的平衡转化率,可采取适当增大压强、降温、加入反应物或取出生成物等。答案为:降低温度;充入H2O(g)(其余合理答案也可)。
【点睛】提高SO2的平衡转化率,则平衡一定向正反应方向移动,对反应速率,则未提出要求。也是说,改变条件,反应速率加快,只要平衡正向移动,符合题意;若改变条件,使反应速率减慢,但平衡正向移动,也符合题意。
10.在容积为1.00L容器中,通入一定量的N2O4,发生反应N2O4 (g)2NO2 (g)△H,随温度升高,混合气体的颜色变深。回答下列问题:
(1)反应的△H ___0(填“﹥”或“﹤”);100℃时,体系中各物质浓度随时间变化如图所示。在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为___________mol·L-1·s-1,反应的平衡常数K为_______mol·L-1。
(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),此时v正_______ v逆(填“>”或“<”或“=”)。
【答案】 (1). > (2). 1×10-3 (3). 0.36 (4). <
【解析】
【分析】
(1)随温度升高,混合气体的颜色变深,则表明平衡正向移动,由此得出反应的△H 与0的关系;在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为,反应的平衡常数K为。
(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),利用浓度商与K进行比较,确定平衡移动的方向,从而确定v正与 v逆的相对大小。
【详解】(1)随温度升高,混合气体的颜色变深,则表明平衡正向移动,由此得出反应的△H>0;在0~60s时段,反应速率v(N2O4)为=1×10-3mol·L-1·s-1,反应的平衡常数K为=0.36mol·L-1。答案为:>;1×10-3;0.36;
(2)100℃时,在容积为1.00L的容器中,通入1mol NO2(g)和1mol N2O4(g),Q==1>0.36,所以平衡逆向移动,v正
11.Ⅰ、某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。
(1)曲线Ⅰ代表____溶液(填“HNO2”或“CH3COOH”,下同)。
(2)a点时,物质的量浓度较大的是______溶液。相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)较少的是_____。
(3)b、c两点溶液中水的电离程度较大的是___ (填“b”或“c”)。
(4)CH3COOH的稀释过程中,下列说法正确的是___ (填编号)。
a.CH3COOH的电离常数增大
b.H+物质的量减小
c. 保持不变
d. CH3COOH的电离程度增大,溶液的导电能力增强
Ⅱ、25℃,两种酸的电离平衡常数如表。
H2A
4.4×10-7
4.7×10-11
H2B
1.3×10-7
7.1×10-15
(5)HA-的电离平衡常数表达式K =_______。
(6)0.10 mol·L-1 NaHB溶液中H+、OH-、Na+、HB-的浓度由大到小的顺序为_______。
(7)等浓度的四种溶液:a. Na2A、b. NaHA、c. Na2B、d. NaHB的pH由大到小顺序是_______(填字母)。
【答案】 (1). HNO2 (2). CH3COOH (3). HNO2 (4). C (5). C (6). (7). c(Na+)>c(HB—)>c(OH—)>c(H+) (8). c、a、d、b
【解析】
【分析】
(1)将pH和体积均相同的两种酸溶液分别加水稀释,电离常数越大的酸,稀释相同倍数后,溶液的pH变化越大;
(2)电离常数越小的酸,相同pH时,物质的量浓度越大,消耗NaOH溶液的体积越大。
(3)酸溶液中,pH越大的酸,水的电离程度越大;
(4)a.温度不变时,CH3COOH的电离常数不变;
b.随着水的不断加入,弱酸的电离程度不断增大,H+的物质的量增大;
c. =,温度不变时,Kw、Ka保持不变;
d. 加水稀释,CH3COOH的电离程度增大,但离子浓度减小,溶液的导电能力减弱。
(5)HA-的电离平衡常数表达式K =;
(6)NaHB溶液中,HB-的水解常数为=2.27×10-8>4.7×10-11,所以HB-主要发生水解反应,从而得出H+、OH-、Na+、HB-的浓度由大到小的顺序;
(7)比较四种溶液的pH时,应比较它们的电离常数,电离常数越小,溶液的 pH越大。
【详解】(1)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5,由数据可以看出,HNO2的电离常数大,稀释相同倍数后,溶液的pH变化大,则曲线Ⅰ代表HNO2溶液。答案为:HNO2;
(2)a点时,电离常数越小的酸,相同pH时,物质的量浓度越大,CH3COOH的电离常数小,则物质的量浓度较大的是CH3COOH溶液。相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,电离常数大的酸,消耗NaOH溶液少,则溶液中n(Na+)较少的是HNO2。答案为:CH3COOH;HNO2;
(3)酸溶液中,pH越大的酸,水的电离程度越大,则b、c两点溶液中水的电离程度较大的是c。答案为:c;
(4)a.温度不变时,CH3COOH的电离常数不变,a错误;
b.随着水的不断加入,弱酸的电离程度不断增大,H+的物质的量增大,b错误;
c. =,温度不变时,Kw、Ka保持不变,c正确;
d. 加水稀释,CH3COOH电离程度增大,但离子浓度减小,溶液的导电能力减弱,d错误。答案为:c;
(5)HA-的电离平衡常数表达式K =。答案为:;
(6)NaHB溶液中,HB-的水解常数为=2.27×10-8>4.7×10-11,所以HB-主要发生水解反应,从而得出H+、OH-、Na+、HB-的浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HB—)>c(OH—)>c(H+)。答案为:c(Na+)>c(HB—)>c(OH—)>c(H+);
(7)比较四种溶液的pH时,应比较它们的电离常数,电离常数越小,溶液的 pH越大,则pH由大到小顺序是c、a、d、b。答案为:c、a、d、b。
【点睛】弱酸的电离常数越大,则电离程度越大,对应的酸根离子的水解常数越小,水解生成的c(OH-)越小,pH越小。
12.Ⅰ、某学生用已知物质的量浓度的硫酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择酚酞作指示剂。回答下列问题:
(1)用标准的硫酸滴定待测的NaOH溶液时,终点现象是_______。
(2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则滴定结束时的读数为___________ mL,所用硫酸溶液的体积为_______mL。
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.1000mol·L-1硫酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
2500
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
依据上表数据计算可得该NaOH溶液的物质的量浓度为___mol·L-1(保留四位有效数字)。
(4)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是_____(填字母)。
A.酸式滴定管未用标准硫酸润洗就直接注入标准硫酸
B.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.锥形瓶用水洗涤后,用待测液润洗
(5)酸碱中和滴定原理也可用于其它类型的滴定。如:一种测定水样中Br-的浓度的实验步骤如下:
①向锥形瓶中加入处理后的水样25.00mL,加入几滴NH4Fe(SO4)2溶液。
②加入V1mL c1 mol/L AgNO3溶液(过量),充分摇匀。
③用c2mol/L KSCN标准溶液进行滴定,至终点时消耗标准溶液V2mL。
计算该水样中Br-的物质的量浓度为_______mol·L-1(已知:Ksp(AgBr)= 7.7×10-13,Ag++ SCN-=AgSCN(白色)↓ ,Ksp(AgSCN)= 1×10-12)。
Ⅱ、某实验小组用0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液进行中和热的测定。实验装置如图所示。
(6)仪器a的名称是_______。
(7)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,测得起止温度差的平均值为4.0℃。近似认为0.50 mol/L NaOH溶液和0.50 mol/L硫酸溶液的密度都是1 g/cm3,中和后生成溶液的比热容c=4.18 J/(g·℃)。则计算得中和热ΔH=______(取小数点后一位)。
(8)上述实验结果与-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.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.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). 滴入最后一滴标准液,溶液从红色变成无色,30s无变化 (2). 26.60 (3). 26.10 (4). 0.2088 (5). B (6). (7). 环形玻璃搅拌棒 (8). -53.5kJ·mol-1 (9). acd
【解析】
【分析】
(1)用标准的硫酸滴定待测的NaOH溶液时,终点现象是起初红色,后来无色。
(2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则滴定结束时的读数为26.60mL,所用硫酸溶液的体积为26.10mL。
(3)第二次实验数据失真,第一次与第三次硫酸体积的平均值为26.10mL,依据上表数据计算可得该NaOH溶液的物质的量浓度为。
(4)A.酸式滴定管未用标准硫酸润洗就直接注入标准硫酸,硫酸浓度偏小,所用体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,A不合题意;
B.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,读取的硫酸体积数值偏小,测得NaOH溶液的浓度数值偏低,B符合题意;
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读取的硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,C不合题意;
D.锥形瓶用水洗涤后,用待测液润洗,所用硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏大,D不合题意。
(5)因为Ksp(AgBr)< Ksp(AgSCN),所以KSCN不会与AgBr发生反应,该水样中Br-的物质的量浓度为AgNO3的起始物质的量与剩余物质的量之差,除以水样的体积。
(6)仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。
(7)取50 mL NaOH溶液和30 mL硫酸溶液进行实验,测得起止温度差的平均值为4.0℃ΔH=。
(8)a.实验装置保温、隔热效果差,ΔH数值偏小;
b.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数,NaOH所取体积偏大,释放的热量偏多,ΔH数值偏大;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,在加入过程中导致热量损失,ΔH数值偏小;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,因温度计上附着的NaOH与硫酸反应放热,导致硫酸的起始温度偏高,最终热量差值偏小,ΔH数值偏小。
【详解】(1)用标准的硫酸滴定待测的NaOH溶液时,终点现象是滴入最后一滴标准液,溶液从红色变成无色,30s无变化。答案为:滴入最后一滴标准液,溶液从红色变成无色,30s无变化;
(2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则滴定结束时的读数为26.60mL,所用硫酸溶液的体积为26.10mL。答案为:26.60;26.10;
(3)第二次实验数据失真,第一次与第三次硫酸体积的平均值为26.10mL,依据上表数据计算可得该NaOH溶液的物质的量浓度为=0.2088。答案为:0.2088;
(4)A.酸式滴定管未用标准硫酸润洗就直接注入标准硫酸,硫酸浓度偏小,所用体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,A不合题意;
B.读取硫酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,读取的硫酸体积数值偏小,测得NaOH溶液的浓度数值偏低,B符合题意;
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读取的硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏高,C不合题意;
D.锥形瓶用水洗涤后,用待测液润洗,所用硫酸体积偏大,测得NaOH溶液的浓度数值偏大,D不合题意。答案为:B;
(5)因为Ksp(AgBr)< Ksp(AgSCN),所以KSCN不会与AgBr发生反应,该水样中Br-的物质的量浓度为 mol·L-1。答案为:;
(6)仪器a的名称是环形玻璃搅拌棒。答案为:环形玻璃搅拌棒;
(7)ΔH==-53.5kJ/mol。答案为:-53.5kJ/mol;
(8)53.5<57.3,则ΔH的测定值偏低。
a.实验装置保温、隔热效果差,ΔH数值偏小;
b.用量筒量取NaOH溶液的体积时仰视刻度线读数,NaOH所取体积偏大,释放的热量偏多,ΔH数值偏大;
c.分多次把NaOH溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中,在加入过程中导致热量损失,ΔH数值偏小;
d.用温度计测定NaOH溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度,因温度计上附着的NaOH与硫酸反应放热,导致硫酸的起始温度偏高,最终热量差值偏小,ΔH数值偏小。
故acd符合题意。答案为:acd。
【点睛】测定中和热时,我们平时都使用NaOH与盐酸反应,由于思维定势,我们很可能会忽视此时所用的酸为硫酸,于是只看体积数值,认为硫酸完全反应,按硫酸计算反应物的物质的量,从而得出错误的结论。
13.我国是世界上最早制得和使用金属锌的国家,一种以闪锌矿(ZnS,含有SiO2和少量FeS、CdS、PbS杂质)为原料制备金属锌的流程如图所示:
相关金属离子[c (Mn+)=0.1mol·L-1]形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Fe3+
Fe2+
Zn2+
Cd2+
开始沉淀的pH
1.5
6.3
6.2
7.4
沉淀完全的pH
x
8.3
8.2
9.4
常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,溶液中当离子浓度小于1×10-5mol/L时可认为沉淀完全。回答下列问题:
(1)用稀硫酸溶浸时,产生PbSO4和SiO2沉淀,经过滤后,向滤液中加入O2、ZnO,目的是除去杂质Fe2+、Fe3+,则氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH,应调节溶液的pH的范围为_______(填数值)。
(2)用铂电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时,电解的总反应为________,电解使锌沉积后,电解液可返回_______工序循环使用。
【答案】 (1). 3~6.2 (2). (或) (3). 溶浸
【解析】
【分析】
(1)c(Fe3+)=1×10-5mol/L,1×10-5×c3(OH-)=1×10-38,c(OH-)=1×10-11mol/L,pH=3;氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH,使溶液中的Fe3+水解从而转化为Fe(OH)3沉淀,应调节溶液的pH应在Fe3+完全沉淀与Zn2+开始沉淀之间;
(2)用铂电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时,电解的总反应为硫酸锌水溶液中Zn2+得电子生成Zn,水失电子生成O2等,电解使锌沉积后,电解液可返回溶浸工序循环使用。
【详解】(1)c(Fe3+)=1×10-5mol/L,1×10-5×c3(OH-)=1×10-38,c(OH-)=1×10-11mol/L,pH=3;氧化除杂工序中ZnO的作用是调节溶液的pH,使溶液中的Fe3+水解从而转化为Fe(OH)3沉淀,应调节溶液的pH的范围为3~6.2。答案为:3~6.2;
(2)用铂电极电解硫酸锌溶液制备单质锌时,电解的总反应为硫酸锌水溶液中Zn2+得电子生成Zn,水失电子生成O2等,电解的总反应为(或);电解使锌沉积后,电解液可返回溶浸工序循环使用。答案为:(或);溶浸。
【点睛】除杂质时,调节溶液的pH在哪个范围内,是学生的易错点。在选择pH时,首先需弄清要除去的是哪种杂质,哪种离子需要保留,从而确定选择的pH应在杂质离子完全沉淀时的pH与待保留离子刚开始沉淀的pH之间。
14.环境问题是现在全世界的重要课题。
(1)NO和CO都是汽车尾气中的有害物质,它们能缓慢地起反应:2CO +2NO=N2+2CO2,为了控制大气污染,提出以下建议,你认为可行的是_______(填编号)。
A.使用催化剂 B.改变压强 C.提高反应温度
(2)NOx(主要指NO和NO2)是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式为________。
【答案】 (1). A (2). (或)
【解析】
【分析】
(1)A.使用催化剂,可以加快反应速率;B.在机动车的排气系统内,我们很难改变压强; C.在机动车的排气系统内,我们很难提高反应温度;
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解时阳极为HNO2失电子转化为HNO3。
【详解】(1)A.使用催化剂,可以加快反应速率,让NO和CO的混合气在尽可能短的时间内转化,A正确;
B.在机动车的排气系统内,我们很难改变压强,此方法不可行,B不正确;
C.在机动车的排气系统内,我们很难提高反应温度,此方法不可行,C不正确。
答案为:A;
(2)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。电解时阳极为HNO2失电子转化为HNO3,阳极反应式为(或)。答案为:(或)。
【点睛】电解HNO3和HNO2的混合溶液时,阳极反应式为:HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+,阴极反应 为:2H++2e-=H2↑。用电解法的优点是转化速率快,提纯效果好。
相关资料
更多