浙江省嘉兴市2022-2023学年高二上学期1月期末考试化学试题含解析
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化学试题
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,满分100分,考试时间90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Fe-56
选择题部分
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每小题2分,共50分)
1. 决定化学反应速率本质因素是
A. 浓度 B. 压强 C. 温度 D. 反应物质的性质
【答案】D
【解析】
【分析】根据决定化学反应速率的根本原因(内因)和外界因素分析判断。
【详解】因决定化学反应速率的根本原因:反应物本身的性质,而浓度、温度、压强、催化剂是影响因素,故选D。
2. 下列微粒能促进水的电离的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】水电离方程式为:。
【详解】A.氯离子不影响水的电离,A错误;
B.铵根离子水解,促进水的电离,B正确;
C.钠离子不影响水的电离,C错误;
D.氢氧根抑制水的电离,D错误;
故选B。
3. 下列电离方程式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸氢根电离产生氢离子和碳酸根,电离方程式正确,A正确;
B.亚硫酸氢钠电离产生钠离子和亚硫酸氢根:,B错误;
C.氯酸钾电离产生钾离子和氯酸根:,C错误;
D.一水合氨部分电离产生铵根离子和氢氧根:,D错误;
故选A。
4. 在容积不变的密闭容器中,A与B反应生成C,其化学反应速率分别用,,。已知:,,则此反应可表示为
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】对于同一个化学反应,不同的物质表示的反应速率是不同的,但表示的意义是相同的,且反应速率之比等于相应的化学计量数之比。
【详解】由,可知,,故该反应的化学计量之比为3︰2︰3,方程式即为:3A+2B=3C;故选B。
5. 一定条件下,密闭容器中发生反应: 。达到平衡后,下列措施不能提高乙烷平衡转化率的是
A. 升高反应的温度 B. 增大容器的容积
C. 恒容下通入氦气 D. 分离出部分乙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.升高反应的温度,平衡向吸热反应即正向移动,转化率增大,故A不符合题意;
B.增大容器的容积,压强减小,平衡向体积增大即正向移动,转化率增大,故B不符合题意;
C.恒容下通入氦气,压强增大,但浓度未变,平衡不移动,转化率不变,故C符合题意;
D.分离出部分乙烯,乙烯浓度减小,平衡向减弱乙烯的改变量移动即正向移动,转化率增大,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
6. 冰融化的过程中,其焓变和熵变正确的是
A. △H>0,△S>0 B. △H>0,△S<0
C. △H<0,△S<0 D. △H<0,△S>0
【答案】A
【解析】
【详解】冰融化过程中,物质的状态由固体变为液体,熵值增大,则△S>0;熔化过程吸收能量,因此焓变△H>0,故冰融化的过程中,其焓变和熵变均增大,所以合理选项是A。
7. 采取下列措施对增大化学反应速率有明显效果的是
A Fe与稀硫酸反应制取时,用浓硫酸代替稀硫酸
B. NaOH溶液和稀硝酸反应时,增大反应体系的压强
C. Na与水反应时,增加水的用量
D. 工业上合成氨时,使用铁触媒作催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硫酸和Fe发生钝化现象,且不生成氢气,加热时生成二氧化硫,故A不选;
B.NaOH溶液和稀硝酸反应中没有气体参与,增大反应体系的压强不影响反应速率,故B不选;
C.水为纯液体,所以Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率,故C不选;
D.工业上合成氨时,使用铁触媒作催化剂,反应速率加快,故D选;
故选D。
8. 常温下,向50 mL 0.1 mol/L 溶液中加入25 mL 0.1 mol/L 溶液,所得溶液呈
A. 强酸性 B. 强碱性 C. 中性 D. 弱碱性
【答案】C
【解析】
【详解】向50 mL 0.1 mol/L 溶液中加入25 mL 0.1 mol/L 溶液,n(H+)=0.1 mol/L×0.050L=0.005mol,n(OH-)=0.1 mol/L×0.025L×2=0.005mol,氢离子物质的量和氢氧根物质的量相等,两者恰好完全反应,生成的盐是强酸强碱盐,则所得溶液呈中性,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
9. 向10 mL 0.1 mol/L的醋酸溶液中加蒸馏水,将其稀释到1 L,下列说法中不正确的是,
A. 的电离程度增大 B. 增大
C. 的数目增多 D. 增大
【答案】B
【解析】
【分析】醋酸是一元弱酸,在溶液中部分电离出醋酸根离子和氢离子,则0.1 mol/L的醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸分子、醋酸根离子、氢离子浓度均减小,电离平衡右移,醋酸分子的物质的量减小,氢离子和醋酸根的物质的量增大,醋酸的电离常数不变。
【详解】A.由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,醋酸的电离程度增大,故A正确;
B.由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,溶液中的氢离子浓度减小,故B错误;
C.由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,电离平衡右移,醋酸根的物质的量增大,故C正确;
D.由电离常数公式可知,溶液中=由分析可知,醋酸溶液加水稀释时,溶液中醋酸分子、醋酸根离子、氢离子浓度均减小,醋酸的电离常数不变, 则溶液中和的值增大,故D正确;
故选B。
10. 等体积、等物质的量浓度的弱碱MOH溶液和强酸HA溶液混合后,溶液中有关离子浓度大小关系正确的是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】
【详解】等体积、等物质的量浓度的弱碱MOH溶液和强酸HA溶液混合恰好反应生成强酸弱碱盐MA,M+在溶液中水解使溶液呈酸性,则溶液中离子浓度的大小顺序为,故选C。
11. 下列有关金属的腐蚀与防护叙述正确的是
A. 铁管上镶嵌锌块,采用的是牺牲阳极法使铁不易被腐蚀
B. 用锡焊接的铁质品,焊接处不易腐蚀
C. 用铁电极电解饱和食盐水:
D. 用外加电流法保护钢铁设备时,将设备连接电源正极
【答案】A
【解析】
【详解】A.铁块上镶嵌锌块,锌金属活动性强于铁,作负极起到保护铁管的作用,采用的是牺牲阳极的阴极保护法,A正确;
B.铁的金属活动性强于锡,用锡焊接的铁制品,焊接处铁作负极较易被腐蚀,B错误;
C.用铁作电极电解饱和食盐水,阳极上铁失电子而不是氯离子失电子,C错误;
D.用外加电流法保护钢铁设备,设备连接电源负极,D错误;
故答案选A。
12. 下列热化学方程式正确的是
A. 已知1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ: kJ⋅mol-1
B. 12g碳与适量水蒸气反应生成一氧化碳和氢气,需吸收120 kJ的热量: kJ⋅mol-1
C. 通常状况下,将1g氢气在氯气中完全燃烧,放出92.4 kJ热量: kJ⋅mol-1
D. 已知充分燃烧a g乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量: kJ⋅mol-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.1 g甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为55.625 kJ,则反应的焓变ΔH=—=—890kJ/mol,故A错误;
B.没有注明反应物和生成物的聚集状态,所以热化学方程式书写错误,故B错误;
C.由题意可知,氢气在氯气中完全燃烧的反应为放热反应,反应的焓变ΔH小于0,故C错误;
D.充分燃烧ag乙炔气体生成1 mol二氧化碳气体和液态水,放出b kJ热量,则反应的焓变ΔH=—4bkJ/mol,反应的热化学方程式为 kJ⋅mol-1,故D正确;
故选D。
13. 在2 L密闭容器中,3 mol A和1 mol B发生反应:,10 s末时,物质C的浓度为0.6 mol/L,下列说法正确的是
A. 10 s内, mol/(L·s) B. 10 s内,物质A的转化率为60%
C. 10 s末,B的物质的量为0.2 mol D. 10 s末,C的物质的量分数为15%
【答案】B
【解析】
【详解】A. 10s末时,生成1.2molC,由反应可知,生成1.2molC的同时也生成1.2molD,则v(D)=,A错误;
B.由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可得,生成1.2molC时,消耗的A的物质的量为1.8mol,则A的转化率=,B正确;
C.由物质的量的变化量之比等于化学计量数之比可得,生成1.2molC时,消耗的B的物质的量为0.6mol,则剩余的B的物质的量为1mol-0.6mol=0.4mol,C错误;
D.由以上分析可知,平衡时A的物质的量为3mol -1.8mol=1.2mol,B的物质的量为0.4mol,C和D的物质的量均为1.2mol,则C 的物质的量分数为:,D错误;
故选B。
14. 高温下,某可逆反应的平衡常数,恒容时,温度升高浓度减小。下列说法正确的是
A. 该反应的化学方程式为
B. 该反应的正反应是吸热反应
C. 恒温恒容下,增大浓度平衡常数增大
D. 平衡移动时,K值一定变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据该反应的平衡常数K=表达式可知该反应的化学方程式为CO2+H2CO+ H2O(g),A错误;
B.由题干信息可知,恒容时,温度升高,H2浓度减小,即CO2+H2CO+ H2O(g)平衡正向移动,故该反应正反应是吸热反应,B正确;
C.平衡常数仅仅是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,故只有改变温度引起的平衡移动,K值一定变化,其余条件引起的平衡移动,K值不变,C错误;
D.平衡常数仅仅是温度的函数,温度不变,平衡常数不变,D错误;
故选B
15. 绝热、恒容的密闭容器中,发生可逆反应: 。下列各项中不能说明该反应已经达到化学平衡状态的是
A. 体系的压强不再改变
B. 断裂2 mol H-S的同时,也断裂1 mol H-H
C. 体系的温度不再改变
D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.该反应是等体积放热反应,由于是绝热、恒容的密闭容器,温度升高,压强增大,当体系的压强不再改变,则达到平衡,故A不符合题意;
B.断裂2 mol H−S即消耗1molH2S的同时,也断裂1 mol H−H即消耗1mol H2,两个不同方向,速率之比等于计量系数之比,能说明达到平衡,故B不符合题意;
C.该反应是放热反应,由于是绝热容器,则容器内温度不断升高,当体系的温度不再改变,则达到平衡,故C不符合题意;
D.,消耗CO的正向,生成COS是正向,同一个方向,不能说明达到平衡,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
16. 下列操作或事实不能用勒夏特列原理解释的是
A. 其他条件不变,对、和组成的平衡体系加压后颜色变深
B. ,把球浸泡在冰水中,气体颜色变浅
C. 向含有的红色溶液中加入铁粉,振荡,溶液颜色变浅
D. 用饱和食盐水除去中的HCl,可减少的损失
【答案】A
【解析】
【详解】A.氢气与碘蒸气生成碘化氢气体,反应前后气体分子数不变,加压后浓度变大,颜色变深,但平衡不移动,不能用勒夏特列原理解释,A符合题意;
B.该反应正向放热,降温后平衡正向移动,气体颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,B不符合题意;
C.铁粉与铁离子反应,使逆向移动,溶液颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,C不符合题意;
D.饱和食盐水中氯离子使逆向移动,减少氯气的损失,能用勒夏特列原理解释,D不符合题意;
故选A。
17. 在容积一定的密闭容器中发生可逆反应,平衡移动关系如图所示。下列说法正确的是
选项
压强
纵坐标
A
p1
B
B的转化率
C
p1
D
A的质量分数
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【分析】根据题意,可知该反应为吸热反应;温度升高平衡正向移动,B的转化率增大,C的物质的量浓度增大,A的质量分数降低;
【详解】A.反应是分子数减小的反应,相同温度下,压强增大,平衡正向移动,C的物质的量浓度增大,与图像不符,故A错误;
B.反应是分子数减小的反应,相同温度下,压强增大,平衡正向移动,B的转化率增大,故B正确;
C.反应是分子数减小的反应,相同温度下,压强增大,平衡正向移动,总物质的量减小,混合气体的平均摩尔质量大,与图像不符,故C错误;
D.反应是分子数减小的反应,相同温度下,压强增大,平衡正向移动,A的质量分数减小,与图像不符,故D错误;
故选B。
18. 下列关于如图所示转化关系(X代表卤素)的说法不正确的是
A. B.
C. 按Cl、Br、I的顺序,依次减小 D. 越小,HX越稳定
【答案】C
【解析】
【详解】A.断键吸收热量,因此,故A正确;
B.根据盖斯定律得到,故B正确;
C.成键释放出热量,由于HX键键能按Cl、Br、I的顺序逐渐减小,则生成HX按Cl、Br、I的顺序放出热量减小,所以依次增大,故C错误;
D.因化学反应所吸收或放出的热量即为反应热,反应热等于反应中断裂旧化学键消耗的能量之和与反应中形成新化学键放出的能量之和的差,Cl、Br、I的原子半径依次增大,途径I生成HX放出的热量依次减小,说明HX越不稳定即越小,则HX越稳定,故D正确。
综上所述,答案为C。
19. 下列说法不正确的是
A. 酸碱中和滴定操作实验中,可用pH计代替指示剂判断滴定终点
B. 可用溶液检验,其现象是产生蓝色沉淀
C. 向(橙色)溶液和(黄色)溶液的平衡体系中加入浓盐酸,溶液变橙色
D. 中和热测定实验中,迅速混合酸碱溶液,并立即盖上杯盖的目的是防止热量损失
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸碱中和滴定操作实验中,指示剂判断终点误差相对较大,可用pH计代替指示剂判断滴定终点,A正确;
B.亚铁离子与反应生成蓝色沉淀,可用检验亚铁离子,B正确;
C.能与浓盐酸发生氧化还原反应,消耗重铬酸根,橙色变浅,C错误;
D.中和热测定实验中,迅速混合酸碱溶液,并立即盖上杯盖的目的是防止热量损失,减小实验误差,D正确;
故选C。
20. 在催化剂( )作用下,HCOOH分解的一种反应机理如图所示。下列说法不正确的是
A. HCOOH在该催化剂作用下的分解方程式:
B. 催化剂降低了该反应的活化能,增加了单位体积内的活化分子百分数,有效碰撞次数增加,化学反应速率加快
C. 若其他条件不变,用HCOOD代替HCOOH,反应除生成外,还生成
D. 若其他条件不变,用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中的纯度更高
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据HCOOH分解的反应机理得到HCOOH在该催化剂作用下的分解方程式:,故A正确;
B.催化剂降低了该反应的活化能,增加了单位体积内的活化分子数目,单位体积内的活化分子百分数增多,有效碰撞次数增加,化学反应速率加快,故B正确;
C.若其他条件不变,用HCOOD代替HCOOH,反应除生成外,还生成,故C错误;
D.若其他条件不变,HCOOK溶液显碱性,二氧化碳溶于碱性溶液,因此用HCOOK溶液代替HCOOH最终所得气体中的纯度更高,故D正确。
综上所述,答案为C。
21. 已知断裂下列化学键需要吸收的能量:H−H为436 kJ⋅mol-1,F−F为153 kJ⋅mol-1,H−F为565 kJ⋅mol-1。下列说法中正确的是
A. 与反应的热化学方程式为 kJ
B. 44.8 L HF气体分解成22.4 L 和22.4 L 吸收541 kJ的热量
C. 1 mol 与1 mol 反应生成2 mol液态HF放出的热量小于541 kJ
D. 在相同条件下,1 mol 与1 mol 的能量总和大于2 mol HF气体的能量
【答案】D
【解析】
【详解】A.焓变的单位是kJ⋅mol-1, 与反应的热化学方程式为 ,故A错误;
B.由于没有说是否在标准状况下,无法计算物质的量,而且在标准状况下,HF是非气态物质,故B错误;
C.根据,气态到液态会放出热量,则1 mol 与1 mol 反应生成2 mol液态HF放出的热量大于541 kJ,故C错误;
D.该反应是放热反应,在相同条件下,1 mol 与1 mol 的能量总和大于2 mol HF气体的能量,故D正确。
综上所述,答案为D。
22. 设是阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A. 1 L由0.1 mol/L的和氨水混合形成中性溶液中,含有数目为
B. 已知某温度下,的NaOH溶液中数目为
C. 常温下,10 L 0.01 mol/L的某一元酸HA溶液中,所含数目为
D. 32.5 g 可水解形成胶体粒子数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.1 L由0.1 mol/L的和氨水混合形成中性溶液中根据电荷守恒可知铵根的浓度等于氯离子浓度,溶液中氯离子的物质的量是0.1mol,则含有数目为,A正确;
B.溶液体积不确定,不能计算的NaOH溶液中数目,B错误;
C.HA不一定是强酸,则常温下,10 L 0.01 mol/L的某一元酸HA溶液中,所含数目不一定为,C错误;
D.32.5 g 的物质的量是32.5g÷162.5g/mol=0.2mol,由于胶体是大分子的集合体,所以可水解形成胶体粒子数目小于,D错误;
答案选A。
23. 如图所示,装置甲为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置乙实现铁棒上镀铜,下列说法中正确的是
A. b处应通入,发生氧化反应
B. 装置乙中阴极质量变化12.8 g,则装置甲中理论上消耗甲烷1.12 L(标准状况)
C. 电镀结束后,装置乙中的物质的量浓度变小
D. 装置甲中通甲烷的一极电极反应式为
【答案】B
【解析】
【分析】装置甲甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液),通过装置乙实现铁棒上镀铜,则铜为阳极,铁棒为阴极,则a通入甲烷,b通入氧气。
【详解】A.根据前面分析b处应通入,发生还原反应,故A错误;
B.装置乙中阴极质量变化12.8 g即生成0.2mol铜,转移0.4mol电子,,根据电路中电子转移数目相同,则装置甲中理论上消耗甲烷0.05mol即1.12 L(标准状况),故B正确;
C.阳极铜失去电子变为铜离子,阴极铜离子得到电子变为铜单质,电镀结束后,装置乙中的物质的量浓度不变,故C错误;
D.装置甲中通甲烷的一极电极反应式为,故D错误。
综上所述,答案为B。
24. 常温下,用0.10 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 mol/L的溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如图所示。下列说法中正确的是
A. 溶液的滴定终点是点P
B. 滴定过程中不可能出现:
C. 点M和点N所示溶液中:
D. 点R存在
【答案】D
【解析】
【详解】A.强碱滴定弱酸,用酚酞作指示剂,因此滴定终点应该呈碱性,则点P不是溶液的滴定终点,故A错误;
B.根据电荷守恒,,因此滴定过程中可能出现:,在滴加氢氧化钠溶液之初会出现这样情况,故B错误;
C.点M溶质为HCN和NaCN且两者浓度相等,点N溶质为和且两者浓度相等,而且这四者溶质的物质的量浓度都相等,M点的碱性比N点碱性强,根据物料守恒有,则溶液中:,故C错误;
D.点R溶质为HCN和NaCN且后者物质的量浓度是前者物质的量浓度的3倍,根据电荷守恒得到,根据物料守恒,第一个方程式的4倍减去第二个方程式得到,故D正确。
综上所述,答案为D。
25. 某元素M的氢氧化物在水中的溶解反应为:、,25℃时,(c为或浓度的值)与的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 曲线②代表与的关系
B. 的约为
C. 向的溶液中加入溶液至,体系中元素M主要以存在
D. 向的溶液中加入等体积的后,体系中元素M主要以存在
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干信息知,随着pH增大,c(OH-)增大,则c(M2+)减小,增大,即-lgc(M2+)增大,-lg减小,因此曲线①代表-lgc(M2+)与pH的关系,曲线②代表-lg与pH的关系,A错误;
B.pH=7.0时,-lgc(M2+)=3.0,则M(OH)2的Ksp=c(M2+)·c2(OH-)=1×10-17,B错误;
C.根据图像,pH=9.0时,c(M2+)、 均减小,则体系中元素M主要以M(OH)₂(s)存在,C正确;
D.的溶液中,由于溶解平衡是少量的,因此加入等体积的 0.4 mol·L-1的 HCl后,体系中元素M仍主要以存在,D错误;
故选C。
非选择题部分
二、填空题(本题有5小题,共50分)
26. 完成下列空白处
(1)用化学方程式说明实验室以水和制备的原理___________。
(2)50 mL 0.25 mol/L 溶液与50 mL 0.55 mol/L NaOH溶液充分反应,测得放出1.4 kJ的热量,写出该过程表示中和热的热化学方程式:___________。
(3)工业上可用镍粉除去CO,其反应为 ,则除去CO气体的适宜条件是___________。
【答案】(1)
(2) kJ⋅mol-1
(3)低温、高压
【解析】
【小问1详解】
由题意可知,实验室制备三氧化二锑的反应为三氯化锑在溶液中发生水解反应生成三氧化二锑和盐酸,反应的离子方程式为,故答案为:;
【小问2详解】
由题意可知,反应中硫酸溶液不足量完全反应,由中和热的定义可知,反应的焓变ΔH=—=—56kJ/mol,则反应的热化学方程式为 kJ⋅mol-1,故答案为: kJ⋅mol-1;
【小问3详解】
该反应是气体体积减小的放热反应,降低温度和增大压强,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的浓度减小,则除去CO气体的适宜条件是低温、高压,故答案为:低温、高压。
27. 己二腈是一种重要的化工产品,工业上先以丙烯为原料制备丙烯腈(),再用丙烯腈电合成己二腈(已知丙烯腈难溶于水,易溶于有机溶剂),总反应式为:。模拟工业电合成己二腈的装置如图所示。
回答下列问题:
(1)阳极的电极反应式:___________。
(2)离子交换膜是___________(填“阳离子”或“阴离子”)交换膜。
(3)丙烯腈在阴极转化为己二腈分三步:请用离子方程式表述相关过程。
第一步:___________。
第二步:
第三步:___________。
【答案】(1)
(2)阳离子 (3) ①. ②.
【解析】
【分析】如图所示,与电源正极向相连的电极为阳极,与电源负极相连的电极为阴极。
【小问1详解】
阳极水失去电子生成氢离子和氧气,故X为O2,电极反应式为:;
【小问2详解】
阴极丙烯腈得电子生成己二腈,消耗氢离子,故氢离子向阴极移动,离子交换膜为阳离子交换膜;
【小问3详解】
第一步应为丙烯腈在阴极得电子的反应,方程式为:;第二步:与丙烯腈反应得到,离子方程式为:;第三步与氢离子反应得到己二腈,离子方程式为:。
28. 已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数如下表所示,请回答下列问题:
化学式
HCN
HClO
电离常数
(1)25℃时溶液显___________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(2)25℃时物质的量浓度均为0.1 mol/L的、NaClO、三种溶液中pH最大的是___________(填化学式)。
(3)常温下,向HCN溶液中加入NaCN固体,则将___________(填“变大”“变小”或“不变”),将___________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)向新制氯水中加入一定量的固体,产生无色气体,氯水颜色消失,写出该反应的离子方程式:___________。
(5)25℃时,向溶液中加入到,则___________。
【答案】(1)中性 (2)
(3) ①. 变大 ②. 不变
(4)
(5)180
【解析】
【小问1详解】
与醋酸的电离常数相同,故铵根离子和醋酸根离子的水解程度相同,25℃时溶液显中性;
【小问2详解】
根据表格可知,酸性,酸性越弱,相同条件下酸根离子的水解能力越强,其盐溶液的碱性越强,25℃时物质的量浓度均为0.1 mol/L的、NaClO、三种溶液中pH最大的是;
【小问3详解】
常温下,向HCN溶液中加入NaCN固体,抑制HCN的电离,故c(OH-)变大;,Ka(HCN)只受温度影响,故其值不变;
【小问4详解】
向新制氯水中加入一定量的固体,产生无色气体,氯水颜色消失,该反应的离子方程式:;
【小问5详解】
25℃时,溶液pH=7,则根据电荷守恒:,;根据物料守恒,故,。
29. 汽车尾气中的氮的氧化物会造成严重的大气污染,某研究小组拟利用氢气还原法降低空气中NO的含量。
Ⅰ.已知:,该自发反应包括两个基元反应:
a.(慢)
b.(快)
(1)总反应的___________0(填“>”、“<”或“=”);基元反应a的化学平衡常数表达式为___________;
(2) kJ⋅mol-1;
kJ⋅mol-1;
kJ⋅mol-1。
则基元反应b的___________kJ⋅mol-1
(3)画出上述过程的能量变化与反应历程关系图。________
(4)总反应的速率表达式为(k为速率常数,只与温度有关),T℃时测得以下数据。
序号
速率
①
0.0060
0.0010
②
0.0060
0.0020
③
0.0010
0.0060
④
0.0020
0.0060
下列说法错误的是___________。
A. 其他条件不变,压缩实验②的容器体积,其反应速率和平衡常数均增大
B. 该反应的速率表达式为
C. NO和的键能之和大于和的键能之和
D. 恒温恒压条件下实验④达到平衡后,再向其中加入一定量水蒸气,平衡逆向移动,总反应速率增大
Ⅱ.研究表明0.5% Pt/ZSM—35催化剂能在有氧条件下提高氢气还原NO的总反应速率。已知有氧条件下体系中除Ⅰ的总反应外,还存在以下三个竞争反应:
;
;
。
氧气体积分数对NO平衡转化率和产率的影响见下图:
(5)若向130℃、容积为1 L的密闭容器内加入1.6 mol NO和适量的、(其中氧气体积分数2%),反应达到平衡后的物质的量为___________mol(假设体系内仅存在NO和两种含氮化合物)。
(6)据图分析:反应选择130-160℃、投入2%氧气为适宜条件的依据是___________。
【答案】(1) ①. < ②.
(2)—296.07 (3) (4)ACD
(5)0.288 (6)130-160℃、投入2%氧气时,NO转化率和的产率较高
【解析】
【小问1详解】
由方程式可知,总反应是熵减的反应,反应ΔS<0;基元反应a的化学平衡常数表达式为K=,故答案为:<;;
【小问2详解】
将已知反应依次编号为①②③,由盖斯定律可知,反应①×+②+③可得基元反应b,则反应ΔH=(—196.46kJ/mol) ×+(—241.84 kJ/mol)+(+44kJ/mol)=—296.07kJ/mol,故答案为:-296.07;
【小问3详解】
由方程式可知,反应a和反应b均为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,由反应a为慢反应、反应b为快反应可知,反应a的活化能大于反应b,则反应的能量变化与反应历程关系图如下: ,故答案为: ;
【小问4详解】
A.压缩实验②的容器体积,气体压强增大,反应速率增大,但温度不变,平衡常数不变,故错误;
B.由①②可得:=()n,解得n=1,由③④可得:=()m,解得m=2,由①可得:k==5000,则该反应的速率表达式为,故正确;
C.总反应的为反应物的总能量高于生成物总能量的放热反应,则反应物的键能之和小于生成物的键能之和,故错误;
D.恒温恒压条件下实验④达到平衡后,再向其中加入一定量水蒸气相当于减小压强,总反应速率减小,故错误;
故选ACD;
【小问5详解】
由图可知,反应达到平衡时一氧化氮的转化率为90%、氮气的产率为60%,由氮原子个数守恒可知,一氧化二氮的物质的量为=0.288mol,故答案为:0.288;
【小问6详解】
由图可知,无氧条件下氮气的产率不高,而130-160℃、投入2%氧气时,一氧化氮的转化率和氮气的产率都较高,所以反应的适宜条件为130-160℃、投入2%氧气,故答案为:130-160℃、投入2%氧气时,NO转化率和的产率较高。
30. 废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、、PbO和Pb.还有少量Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,某研究小组设计如下流程实现铅的回收。
查阅资料:
ⅰ 溶度积常数:;;
ⅱ 一定条件下,金属离子开始沉淀和完全沉淀时的pH如下:
开始沉淀时
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀时
3.2
8.3
4.6
9.1
ⅲ 溶液遇酚酞试剂不显色
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中转化反应的离子方程式为___________,结合相关数据解释选择能使铅膏中完全转化的原因___________。
(2)“酸浸”后溶液的pH为4.6,滤渣的主要成分是___________。
(3)研究人员发现所用中可能含有进行实验测定含量的方法如下:
步骤一:称取固体样品m g,用蒸馏水溶解,定容于250 mL容量瓶中;
步骤二:移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶,加入2滴酚酞,用0.1000 mol/L盐酸标准溶液滴定至第一滴定终点,消耗盐酸 mL;
步骤三:在上述锥形瓶中再加2滴指示剂M,继续用0.1000 mol/L盐酸标准溶液滴定至第二滴定终点,又消耗盐酸 mL;
步骤四:平行测定三次,平均值为22.45,平均值为23.55。
①本实验中滴定管最适宜选取___________的碱式滴定管和酸式滴定管(填“25 mL”或“50 mL”)。
②步骤二中移取25.00 mL待测液的正确操作为(选出正确操作并按序排列):
检查是否漏水→蒸馏水洗涤→用待测液润洗2~3次→___________。
a.在滴定管下方放一个洁净的锥形瓶
b.记录初始读数
c.每次润洗后的溶液从滴定管上口倒入指定的烧杯中
d.每次润洗后的溶液从滴定管下口放入指定的烧杯中
e.加入待测液至“0”刻度以上
f.将乳胶管稍向上弯曲挤压玻璃球放液排除管尖气泡
g.放液,当管内液面的最低点与“”刻度相平时停止放液
h.调整滴定管内液面到“0”刻度或“0”刻度以下
③描述第一滴定终点前后颜色变化___________;指示剂M为___________;
④原固体中___________(填“是”或“否”)含,若有其质量为___________(若前空填“否”则此空不填)。
⑤某同学操作时第一滴定终点俯视读数,其他操作均正确,则的质量分数___________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【答案】(1) ①. ②. 的平衡常数,可以比较彻底的转化为
(2)、
(3) ①. 50 ②. defhbag ③. 当最后一(或半)滴标准盐酸溶液滴下溶液由红色变无色,且半分钟内不恢复 ④. 甲基橙 ⑤. 是 ⑥. 0.09240 ⑦. 偏小
【解析】
【分析】根据题干可知,Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCO3),故加入碳酸钠后硫酸铅转化为碳酸铅,再加入醋酸和双氧水,Fe、Al、Pb的氧化物转化为相应的金属离子,同时将亚铁离子氧化为铁离子,通过控制pH将铁离子和铝离子转化为氢氧化铁和氢氧化铝除去,最后加入氢氧化钠生成氢氧化铅沉淀,氢氧化铅加热分解生成氧化铅。
【小问1详解】
根据题干可知,Ksp(PbSO4)>Ksp(PbCO3),故加入碳酸钠后硫酸铅转化为碳酸铅,离子方程式为,的平衡常数,硫酸铅可较为彻底地转化为碳酸铅,故选择碳酸钠能使铅膏中的PbSO4完全转化。
【小问2详解】
酸浸后溶液的pH=4.6,根据表中数据可知,此时铁离子和铝离子沉淀完全,故滤渣的主要成分为氢氧化铁和氢氧化铝。
【小问3详解】
①移取的待测液的体积为25mL,则选用50mL的碱式滴定管较为合适,滴定过程中共计两次滴定,消耗盐酸的体积接近50mL,则选用50mL的酸式滴定管较合适。
②根据移取25mL待测液的步骤,用待测液润洗2-3次后,每次润洗后的溶液从滴定管下口放入指定的烧杯中,加入待测液至0刻度以上,将乳胶管稍向上弯曲挤压玻璃球放液排除管尖气泡,再调整滴定管内液面到0刻度或0刻度以下,记录初始读数V0,在滴定管下方放一个洁净的锥形瓶,放液,当管内液面的最低点与“25+V0”刻度相平时停止放液。故正确的顺序为defhbag。
③第一次滴定酚酞为指示剂,滴定终点时现象为当滴入最后一滴标准盐酸,溶液由红色变为无色,且半分钟内不变色。第二次滴定用甲基橙为指示剂,M为甲基橙。
③根据两次滴定可知,第一次消耗盐酸22.45mL,此时盐酸与碳酸钠反应生成碳酸氢钠,则碳酸钠有2.245×10-3mol,生成碳酸氢钠2.245×10-3mol,第二次滴定时消耗盐酸23.55mL,此时盐酸和碳酸氢钠反应生成水、二氧化碳和氯化钠,则消耗碳酸氢钠2.355×10-3mol,故原溶液中有NaHCO3(2.355-2.245)×10-3mol=0.11×10-3mol,则原碳酸钠固体中含有碳酸氢钠,质量为0.11×10-3mol×10×84g/mol=0.09240g。
⑤第一次滴定终点俯视读数,导致V1偏小,则V2-V1偏大,导致计算所得碳酸钠的质量分数偏小。
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