浙江省温州市环大罗山联盟2022-2023学年高二化学上学期11月期中考试试题(Word版附解析)
展开2022学年第一学期环大罗山联盟期中联考
高二年级化学学科试题
考生须知:
1.本卷共7页,满分100分,考试时间90分钟;
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效;
4.考试结束后,只需上交答题纸。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12
选择题部分
一、选择题(本大题共25小题,每小题2分,共50分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质中,水溶液显酸性的盐是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸氢钠属于强碱弱酸盐,其水溶液显碱性,故A不符合题意;
B.H2S属于二元弱酸,水溶液显酸性,但H2S不属于盐,故B不符合题意;
C.硫酸氢钠属于盐,在水中电离NaHSO4=Na++H++SO,溶液显酸性,故C符合题意;
D.过氧化钠属于氧化物,且遇水反应生成NaOH,溶液显碱性,故D不符合题意;
故答案为C。
2. 下列物质属于非电解质的是
A. B. C. D. 蔗糖溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.NH3是非电解质,水溶液和熔融状态不导电,故A正确;
B.H2O是电解质,可以电离出H+和OH-离子,故B错误;
C.BaSO4是电解质,熔融状态可以电离出硫酸根离子和钡离子,故C错误;
D.蔗糖溶液是混合物,混合物不是电解质也不是非电解质,故D错误;
答案选A。
3. 在酸碱中和滴定实验中,通常用不到下列仪器中的
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.酸碱中和滴定用不到漏斗,漏斗是过滤用,故A符合;
B.酸碱中和滴定时要配制标准溶液,因此需要容量瓶,故B不符合;
C.酸碱中和滴定用锥形瓶做反应容器,故C 不符合;
D.酸碱中和滴定需要酸式滴定管,故D不符合;
答案选A。
4. 下列物质在熔融状态下不导电的是
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.属于离子化合物,其在熔融状态下能电离成自由移动的Al3+和O2-,故其在熔融状态下能导电, 选项A不符合题意;
B.CaCl2属于离子化合物,其在熔融状态下能电离成自由移动的Ca2+和Cl-,故其在熔融状态下能导电,选项B不符合题意;
C.属于离子化合物,其在熔融状态下能电离成自由移动的Na+和,故其在熔融状态下能导电,选项C不符合题意;
D.HCl是共价化合物,其在熔融状态下不能电离成离子,故其在熔融状态下不导电,选项D符合题意;
答案选D。
5. 下列能量转化过程与氧化还原反应无关的是
A. 天然气燃烧时,将化学能转化为热能与光能
B. 硅太阳能电池将光能转化为电能
C. 电解熔融制备钠,电能转化为化学能
D. 原电池放电时,化学能转化为电能
【答案】B
【解析】
【详解】A.天然气燃烧是将甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水,属于氧化还原反应,故A错误;
B.硅太阳能电池将太阳能转化为电能,发生的是物理变化,没有氧化还原反应发生,故B正确;
C.电解熔融氯化钠生成金属钠和氯气,有化合价变化和电子转移,属于氧化还原反应,故C错误;
D.原电池放电有电子转移,属于氧化还原反应,故D错误;
答案选B。
6. 下列反应既属于氧化还原反应,又属于吸热反应的是
A. 灼热的碳与反应 B. 与反应
C. 铁与稀硫酸反应 D. 甲烷在氧气中燃烧
【答案】A
【解析】
【详解】A.灼热的碳与CO2反应是吸热反应,其反应方程式为C+CO22CO,该反应存在化合价的变化,属于氧化还原反应,故A符合题意;
B.该反应虽然为吸热反应,属于复分解反应,不属于氧化还原反应,故B不符合题意;
C.铁与稀硫酸反应属于氧化还原反应,属于放热反应,故C不符合题意;
D.甲烷的燃烧属于氧化还原反应,属于放热反应,故D不符合题意;
答案为A。
7. 关于热化学方程式 ,下列分析正确的是
A. 与的总能量比的能量低
B. 1个与1个生成1个放出的热量
C. 反应的小于
D. 反应物的总键能大于生成物的总键能
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据热化学方程式可知,该反应为放热反应,即1molSO2(g)的能量比1molS(s)和1molO2(g)的总能量低296kJ,故A错误;
B.热化学反应方程式中,物质前面的系数表示物质的量,不能表示个数,故B错误;
C.因此S(g)=S(s) ΔH<0,因此S(g)+O2(g)=SO2(g)的ΔH小于-296kJ/mol,故C正确;
D.根据ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和,该反应为放热反应,即ΔH<0,推出生成物键能总和大于反应物键能总和,故D错误;
答案为C。
8. 下列说法或表示方法正确的是
A. 需要加热才能发生的反应一定是吸热反应
B. 反应 ,表示每摩尔反应放出的热量
C. 氢气与氧气反应生成等量的液态水和水蒸气,后者放出的热量多
D. 已知 , 则
【答案】B
【解析】
【详解】A.需要加热才能发生的反应不一定是吸热反应,加热只是为了使反应物分子变成活化分子,A错误;
B.反应 ,表示每摩尔反应放出的热量,B正确;
C.氢气与氧气反应生成等量的液态水和水蒸气,液态水更稳定,能量更低,故前者放出的热量多,C错误;
D.碳燃烧生成二氧化碳燃烧更充分,释放的能量更多,故,D错误。
故选B。
9. 以太阳能为热源,热化学硫磺循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如下:
相关反应的热化学方程式为
反应I:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq) △H1=-213kJ/mol
反应Ⅱ:H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g) △H2=+327 kJ/mol
反应Ⅲ:2HI(aq)=H2(g)+I2(g) △H3=+172kJ/mol
下列说法不正确是
A. 该过程实现了太阳能到化学能的转化
B. SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用
C. 总反应的热化学方程式为2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+286kJ/mol
D. 该过程使水分解制氢反应更加容易发生,但总反应的△H不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知利用太阳能使化学反应发生,则太阳能转化为化学能,A正确;
B.由图可知总反应为水分解生成氧气、氢气,则SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用,B正确;
C.由盖斯定律可知,I+II+III得到H2O(l)═H2 (g)+O2(g) △H=(-213kJ•mol-1)+(+327kJ•mol-1)+(+172kJ•mol-1)=+286 kJ•mol-1,C错误;
D.催化剂降低反应的活化能,不影响焓变,则该过程降低了水分解制氢反应的活化能,但总反应的△H不变,D正确;
故答案为:C。
10. 下列叙述不正确的是
A. 太阳能、风能、海洋能、地热能、氢能等是理想的新能源
B. 25℃时,的溶液中含有的数目约为(为阿伏加德罗常数的值)
C. 冰融化成水,,
D. 该反应值很大,由此可推测该反应即使没有催化剂反应速率也很快
【答案】D
【解析】
【详解】A.太阳能、风能、海洋能、地热能、氢能没有污染,所以是理想的新能源,故A说法正确;
B.pH=1即氢离子浓度为0.1mol/L,0.10L氢离子浓度为0.1mol/L的硫酸中氢离子的物质的量为0.01mol,数目为0.01NA,故B说法正确;
C.冰融化成水是吸热过程,△H>0,物质有固体变成液体是熵增加的反应,△S>0,故C说法正确;
D.平衡常数K值大说明反应进行的趋势大但是反应速率不一定大,故D说法不正确;
答案选D;
11. 溶液与溶液发生反应:,达到平衡。下列说法正确的是
A. 加入四氯化碳,振荡,静置分层,下层为紫红色,表明该化学反应存在限度
B. 经苯2次萃取分离后,在水溶液中加入,溶液呈血红色,表明该化学反应存在限度
C. 加入苯,振荡,平衡正向移动
D. 该反应的平衡常数
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁离子与碘离子反应生成碘单质,加入四氯化碳振荡静置分层,下层为紫红色说明有碘单质生成,不能说明反应存在限度,故A错误;
B.铁离子与碘离子反应铁离子过量,在水溶液中加入,溶液呈血红色说明铁离子存在,不能证明反应存在限度,故B错误;
C.加入苯萃取出了碘单质,减少生成物浓度,平衡正向移动,故C正确;
D.该反应的平衡常数,故D错误;
答案选C。
12. 下列措施或事实能用勒夏特列原理解释的是
A. 在合成氨(正反应放热)的反应中,升温有利于氨的合成
B. 、、三者的平衡混合气加压(缩小体积)后颜色变深
C. 钢铁在潮湿的空气中更容易生锈
D. 工业上生产硫酸的过程中使用过量的空气以提高二氧化硫的利用率
【答案】D
【解析】
【详解】A.合成氨为放热反应,根据勒夏特列原理,升高温度,平衡逆向进行,不利于氨的合成,故A不符合题意;
B.氢气与碘蒸气反应H2(g)+I2(g)2HI(g),反应前后气体系数之和相等,加压,平衡不移动,容器体积减小,组分浓度变大,气体颜色加深,故B不符合题意;
C.钢铁在潮湿空气更容易生锈,钢铁放在潮湿空气中构成原电池,加快腐蚀速率,与勒夏特列原理无关,故C不符合题意;
D.生成三氧化硫:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),使用过量的空气,增大氧气浓度,平衡正向移动,可以提高二氧化硫的利用率,符合勒夏特列原理,故D符合题意;
答案为D。
13. 为比较Fe3+和Cu2+对H2O2分解反应的催化效果,甲、乙两位同学分别设计了如图甲、乙所示的实验。下列叙述中不正确的是
A. 图甲所示实验可通过观察产生气泡的快慢来比较H2O2分解速率的大小
B. 相同环境下若图甲所示实验中反应速率为①>②,则一定说明Fe3+比Cu2+对H2O2分解催化效果好
C. 用图乙所示装置测定反应速率,需要记录反应产生的气体体积及反应时间
D. 为检查图乙所示装置的气密性,可关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,一段时间后松开活塞,观察活塞是否回到原位
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应速率可以通过观察产生气泡的快慢来判断,故A正确;
B.图甲所示实验中没有控制变量,没有设计实验验证和对反应速率的影响,故该实验不能确定和对分解的催化效果,故B错误;
C.反应速率可以用单位时间内产生气体的体积表示,要测定反应速率,需要记录反应产生的气体体积及反应时间,故C正确;
D.关闭A处活塞,将注射器活塞拉出一定距离,若气密性不好,气体就能够加入,活塞不能回到原位,故D正确。
故答案选B。
14. 下列说法正确的是
A. 已知催化氧化生成是放热反应,若升高温度,则正逆反应速率都加快,但产率可能会降低
B. 用铁片和硫酸反应制氢气时,生成氢气的速率随硫酸浓度的增大而增大
C. 中和和体积均相等的氨水、溶液,所需的物质的量相同
D. 和反应达到平衡时转化率为,放出热量;在相同温度和压强下,当分解为和的转化率为时,吸收热量,不等于
【答案】A
【解析】
【详解】A.升高温度正逆反应速率均增大,平衡向吸热反应方向移动,催化氧化生成是放热反应,平衡逆向移动,SO3产率降低,故A正确;
B.铁与浓硫酸常温下钝化,浓度过大发生钝化,反应停止,故B错误;
C.氨水属于弱碱部分电离,pH相同体积相同的氨水与氢氧化钠氨水的物质的量多,中和所需盐酸的量多,故C错误;
D.和反应达到平衡时转化率为即生成0.2molNH3放出热量,分解为和的转化率为即分解的氨气为0.2mol时吸收的热量应该也是Q1,故Q1=Q2,故D错误;
答案选A。
15. 汽车加装尾气净化装置,可使有毒气体相互反应转化为无毒气体,反应方程式为4CO(g)+2NO2(g) 4CO2(g)+N2(g) ΔH=-1200kJ·mol-1。对于该反应,温度不同(T2>T1)其他条件相同时,下列图象正确的是
A. B. C. C D.
【答案】D
【解析】
详解】A.升高温度正逆反应速率均增大,故A错误;
B.增大压强平衡正向移动,CO的体积分数减小,故B错误;
C.正反应放热,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,故C错误;
D.升高温度反应速率加快,平衡逆向移动,NO2的转化率减小,故D正确。
故选D。
16. 在固定容积的密闭容器中,进行如下反应: ,其化学平衡常数与温度的关系如下表。下列说法正确的是
温度(℃) | 25 | 125 | 225 | … |
平衡常数 | … |
A. 能说明反应已达平衡
B. 平衡常数
C. 混合气体的平均摩尔质量不再改变不能说明反应已达平衡
D. 为提高反应速率和平衡转化率,工业生产时通常选择400~500℃、10~30MPa的反应条件
【答案】A
【解析】
【详解】A.用不同物质的反应速率判断达到平衡,要求反应方向是一正一逆,且反应速率之比等于化学计量数之比,即,因此2v正(H2)=3v逆(NH3)能说明反应达到平衡,故A正确;
B.化学平衡常数只与温度有关,该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向进行,平衡常数减小,即平衡常数K1>K2,故B错误;
C.组分都是气体,混合气体总质量始终不变,该反应为气体物质的量减小的反应,因此混合气体的平均摩尔质量不变,说明反应达到平衡,故C错误;
D.实际工业生产通常选择400~500℃是为了催化剂活性最大,加快反应速率,该反应为气体物质的量减少的反应,压强越大,有利于反应正向移动,但对材料的强度和设备的制造要求越高,需要的动力越大,这将会大大增加生产投资,并可能降低综合经济效益,因此目前压强选择10~30MPa,故D错误;
答案为A。
17. 常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 的溶液中:、、、
B. 由水电离的的溶液中:、、、
C. 的溶液中:、、、
D. 的溶液中:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性条件下NO3-具有强氧化性,Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol/L的溶液,水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,无论呈酸性还是碱性,HCO3-都不能大量共存,故B错误;
C. 的溶液呈酸性,酸性条件下离子之间不发生任何反应,可大量共存,所以C选项是正确的;
D. Fe3+和SCN-发生化学反应,不能大量共存,故D错误。
答案选C。
18. 依据图示关系,下列说法不正确的是
A.
B. 石墨、分别完全燃烧,石墨放出热量多
C. 石墨比金刚石稳定
D. (石墨,s)的
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律:△H5=△H1+△H4,△H5-△H4=△H1>0,则△H5>△H4,故A正确;
B.由图可知1mol石墨完全燃烧放热393.5kJ热量,1molCO完全燃烧放热283.0kJ热量,石墨燃烧放热多,故B正确;
C.由图可知石墨到金刚石吸热,说明石墨能量低稳定,故C正确;
D.①C(石墨,s)+O2(g)=CO(g) △H5,②CO(g)+O2=CO2(g) △H2。根据盖斯定律①-②得(石墨,s)△H=△H5-△H2,故D错误;
答案选D。
19. 25℃时,0.1 mol/L醋酸溶液中电离平衡常数Ka=1.75×10−5,下列说法正确的是
A. 向该溶液中滴加几滴浓盐酸,平衡逆向移动,c(H+)减小
B. 向该溶液中加少量CH3COONa固体,平衡正向移动
C. 该温度下0.01 mol/L醋酸溶液Ka<1.75×10−5
D. 升高温度,c(H+)增大,Ka变大
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H-,向其中加入几滴浓盐酸,溶液中c(H+)增大,化学平衡逆向移动,由于平衡移动趋势是微弱的,最终达到平衡后溶液中c(H+)比原平衡增大,A错误;
B.CH3COOH在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H-,向其中加入少量CH3COONa固体,盐电离产生CH3COO-,使溶液中c(CH3COO-)增大,电离平衡逆向移动,B错误;
C.电离平衡常数只与温度有关,而与浓度无关,溶液的温度不变,化学平衡常数不变,所以该温度下0.01 mol/L醋酸溶液Ka=1.75×10−5,C错误;
D.升高温度,促进醋酸的电离,使溶液中c(H+)增大,c(CH3COO-)增大,Ka变大,D正确;
故合理选项是D。
20. 一定温度下,某密闭容器中加入足量的碳酸钙,发生反应 达到平衡,下列说法不正确的是
A. 将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,的浓度不变
B. 若温度升高,平衡正向移动,平衡常数增大
C. 该反应为吸热反应,任何温度下都不能自发进行
D. 保持容器体积不变,充入,平衡不发生移动
【答案】C
【解析】
【详解】A. ,将体积缩小为原来的一半,当体系再次达到平衡时,温度不变平衡常数不变,所以的浓度不变,故A正确;
B. 正反应吸热,若温度升高,平衡正向移动,的浓度增大,平衡常数增大,故B正确;
C. 该反应为吸热反应,熵增大,高温下能自发进行,故C错误;
D. 保持容器体积不变,充入,的浓度不变,Q=K,平衡不发生移动,故D正确;
选C。
21. 已知:在标准压强101kPa、25℃,由最稳定的单质合成物质的反应焓变,叫做物质B的标准摩尔生成焓,用表示。有关物质有如图所示关系。下列有关判断正确的是
A. 的
B. 比稳定
C. 标准燃烧热为
D. 的键能小于与的键能之和
【答案】A
【解析】
【详解】A.同种物质气态时的能量高于液态时的能量,的,故A正确;
B.的标准摩尔生成焓为-45.9kJ·mol-1,的标准摩尔生成焓为50.6kJ·mol-1,N2和H2反应生成放热,而生成吸热,则的能量比低,较稳定,故B错误;
C.由题图数据可计算出①N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)ΔH=+50.6kJ·mol-1,②O2(g)+2H2(g)=2H2O(g)ΔH=-483.6kJ·mol-1,②-①可得ΔH=-534.2kJ·mol-1,的标准燃烧热是指生成液态水时放出的热量,应大于534.2kJ·mol-1,故C错误;
D根据题图,NO(g)的标准摩尔生成焓为91.3kJ·mol-1,O2(g)+N2(g)=2NO(g)的ΔH=反应物键能之和-生成物键能之和>0,即2mol NO(g)的键能小于1mol 与1 mol 的键能之和,没有指出三种物质的物质的量,故D错误。
故选A。
22. 某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A. II为盐酸稀释时的pH值变化曲线
B. b点溶液的导电性比c点溶液的导电性弱
C. a点Kw的数值比c点Kw的数值大
D. b点酸的总物质的量浓度小于a点酸的总物质的量浓度
【答案】D
【解析】
【详解】A.醋酸是弱酸,在水中不完全电离,并且越稀越电离,盐酸是强酸,在水中完全电离,加等量的水稀释时,盐酸的 pH 变化大于醋酸的pH变化,故I为盐酸的pH变化曲线,II为醋酸的pH变化曲线,故A错误;
B.b点加水稀释之后得c点,故b点的浓度大于c点,离子浓度越大,导电性越强,故b点的导电性大于c点,故B错误;
C.水的离子积Kw只与温度有关,a和c点温度相同,温度不变,Kw不变,故C错误;
D.相同体积和pH的盐酸和醋酸,醋酸的浓度大于盐酸,加水稀释相同的倍数,两溶液浓度同时减小相同的倍数,醋酸浓度依然大于盐酸,故a点浓度大于b点,故D正确;
故选D。
23. 利用图示装置测定中和热的实验步骤如下:①量取溶液倒入小烧杯中,测量温度;②量取溶液,测量温度;③打开杯盖,将溶液倒量热计的内筒,立即盖上杯盖,插入温度计,混合均匀后测量混合液温度。下列说法正确的是
A. 仪器A的名称是铁丝搅拌器
B. 溶液稍过量的原因是确保硫酸完全被中和
C. 为便于酸碱充分反应,溶液应分多次加入
D. 用温度计测定溶液起始温度后直接测定溶液的温度,所测中和热比理论值小
【答案】B
【解析】
【详解】A.A为玻璃搅拌器,为减少热量损失,不能用铁丝搅拌器,故A错误;
B.中和热测定时,为了保证硫酸完全被中和,加入的氢氧化钠溶液应稍微过量,故B正确;
C.中和热测定实验中为了减少热量的损失,NaOH溶液应一次倒入盛有硫酸的量热计内筒中,不能分多次倒入,否则易导致热量的散失,故C错误;
D.温度计测定NaOH溶液起始温度后直接插入稀硫酸测温度,硫酸的起始温度偏高,测得的热量偏小,中和热的数值偏小,但ΔH偏大,故D错误;
答案为B。
24. 已知: 。一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中充入和,测得和的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中,正确的是
A. 升高温度能使增大
B. 时,用的浓度表示的正反应速率等于用的浓度表示的逆反应速率
C. 该条件下,反应的平衡常数为
D. 反应达到平衡状态时,的平衡转化率为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 是放热反应,温度升高平衡逆向移动,减小,故A错误;
B.时反应未达到平衡状态,反应正向进行,用的浓度表示的正反应速率大于用的浓度表示的逆反应速率,故B错误;
C.达到平衡时c(CO2)=0.25mol/L,c(H2)=0.75mol/L,c(CH3OH)=0.75mol/L,c(H2O)=0.75mol/L,K==,故C正确;
D.二氧化碳起始浓度为1mol/L,转化浓度为0.75mol/L,的平衡转化率为,故D错误;
答案选C。
25. 一定温度下,将不同物质的量的和分别通入容积为的恒容密闭容器中进行反应,得到如下表所示的三组数据:
试验编号 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡时间/min | ||
1 | 650 | 2.0 | 4.0 | 3.0 | 1.0 | 5 |
2 | 900 | 1.0 | 2.0 | 1.8 |
| 4 |
3 | 900 | a | b |
|
|
下列说法正确的是
A. 内,实验1中
B. 若,,则平衡时实验2中的转化率和实验3中的转化率相同
C. 对比实验1与实验2平衡时的量可知,温度升高该反应平衡正向移动
D. 650℃时,若充入,和,则达到平衡后各物质的量与实验1中不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.内,实验1中二氧化碳的物质的量变化为1mol,,A错误;
B.实验2中,水的转化率为20%,实验2实验3在相同温度下进行,故达平衡时,平衡常数相同,实验3达平衡时CO的物质的量为0.8mol,的转化率为20%,B正确;
C.对比实验1和实验2可知,实验1的投入量是实验2的两倍,若实验2在650℃进行,则达平衡时,一氧化碳的物质的量为1.5mol,900℃时为1.8mol,故升温平衡逆向移动,该反应为放热反应,C错误;
D.650℃时,若充入,和,相同温度下,平衡常数相同,故达平衡时,转化量为1mol.所以达到平衡后各物质的量与实验1中相同,D错误;
故选B。
非选择题部分
二、非选择题(本大题共5小题,共50分)
26. 请按要求填空:
(1)下列物质:①溶液 ② ③ ④冰醋酸 ⑤ ⑥ ⑦,属于强电解质的是_______(填标号),属于弱电解质的是_______(填标号),写出⑤物质在水溶液中的电离方程式_______。
(2)①已知:甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为445.15kJ(25℃、时测定)。写出该条件下表示甲烷燃烧热的热化学方程式_______。
②根据以下键能数据计算的反应热_______。
化学键 | C-H | C-F | H-F | F-F |
键能/ | 414 | 489 | 565 | 155 |
(3)已知常温下,的电离平衡常数,写出的电离方程式_______;若氨水的浓度为,则溶液中的浓度约为_______。
(4)常温下,的溶液与的硫酸混合,所得溶液的(近似认为酸碱总体积就是混合液体积),则溶液与硫酸的体积比为_______。
【答案】(1) ①. ②③⑤⑥ ②. ④⑦ ③. HBr=H++Br-
(2) ①. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.30kJ/mol ②. -1940
(3) ①. NH3·H2O⇋ ②. 6.0×10-3
(4)1:9
【解析】
【小问1详解】
强酸强碱和大多数盐是强电解质,电解质是纯净物,因此②③⑤⑥是强电解质;弱酸弱碱和水是弱电解质,因此④⑦是弱电解质,HBr是强电解质,在水溶液中完全电离,电离方程式为HBr=H++Br-;
【小问2详解】
甲烷完全燃烧生成液态水放出的热量为445.15kJ,1mol甲烷是16g,完全燃烧放出890.30kJ热量,热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.30kJ/mol;反应热用键能表示为反应物键能总和减去生成物键能总和,故有△H=(4×414+4×155)-(4×489+4×565)=-1940kJ/mol;
【小问3详解】
设c(OH-)=c()=xmol/L,Kb==1.8×10-5,x=6.0×10-3;
【小问4详解】
混合后溶液呈碱性,c(OH-)==10-3,得出V碱:V酸=1:9。
27. 是一种常见的温室气体,也是巨大的碳资源,综合利用是当前的热点研究领域。
(1)催化加氢可合成乙烯(CH2=CH2)和水。
①请写出相关的化学反应方程式_______。
②理论计算表明,原料初始组成,在体系压强为,反应达到平衡时,反应物与生成物的物质的量分数随温度的变化如图1所示。图中曲线代表的物质是_______,催化加氢可合成乙烯的反应的_______0(填“>”、“=”或“<”)。
③催化加氢合成乙烯往往伴随副反应,生成丙烯、丙烷、丁烯等低碳烃,一定温度和压强下,为了提高反应速率和乙烯选择性(乙烯的选择性:转化为乙烯的百分率),应当_______。
(2)以和为原料还可以合成甲醇,涉及的主要反应如下:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
①某兴趣小组研究温度、压强对反应平衡的影响,得到平衡转化率、甲醇选择性与温度、压强的关系如图2、图3(甲醇的选择性:转化为甲醇的百分率):
请解释:350℃时,压强增大平衡转化率没有明显变化的原因_______。
②若在容积可变的密闭容器中只发生反应Ⅲ,已知反应时间变化曲线如图4所示,在图4中画出时将容器的体积快速压缩至后随时间的变化曲线_______。
【答案】(1) ①. 2CO2+6H2CH2=CH2+4H2O ②. H2 ③. < ④. 选择对乙烯催化效率更高的催化剂
(2) ①. 350℃时甲醇的选择性很小,以反应Ⅲ为主反应,反应Ⅲ为反应前后气体体积不变的反应,加压对平衡影响不明显,CO2平衡转化率没有明显变化 ②.
【解析】
小问1详解】
①CO2催化加氢可合成乙烯和水,其相关反应为2CO2+6H2CH2=CH2+4H2O,故答案为2CO2+6H2CH2=CH2+4H2O;
②原料初始组成n(CO2)∶n(H2)=1∶3,等于反应方程式中计量数之比,CO2、H2转化率之比也为1∶3,达到平衡时CO2、H2物质的量之比也为1∶3,乙烯、水蒸气物质的量之比为1∶4,根据图中起点数值可知,c和a物质的量之比约为1∶3,d和b物质的量之比约为1∶4,因此曲线a、b、c、d分别表示为H2、H2O、CO2、CH2=CH2,且平衡时反应物氢气的物质的量分数随着温度的升高而减小,说明升高温度,平衡逆向移动,推出该反应为放热反应,即ΔH<0,故答案为H2;<;
③工业上通常选择合适催化剂,以加快化学反应速率,同时提高目标产品的选择性;故答案为选择对乙烯催化效率更高的催化剂;
【小问2详解】
①由图3可知,350℃时甲醇的选择性不大,即反应Ⅲ为主反应,反应Ⅰ、Ⅱ为副反应,并且反应Ⅲ为反应前后气体体积不变的反应,增大压强时,该反应的平衡不移动,导致压强增大,CO2平衡转化率没有明显变化;故答案为350℃时甲醇的选择性很小,以反应Ⅲ为主反应,反应Ⅲ为反应前后气体体积不变的反应,加压对平衡影响不明显,CO2平衡转化率没有明显变化;
②t0时刻将容器体积快速压缩至2L,CO的浓度瞬间变为=3mol/L,反应Ⅲ为反应前后气体体积不变的反应,增大压强最终平衡不移动,反应物转化率不变,则平衡时CO的浓度为=4.5mol/L,但浓度增大,反应速率加快,达到平衡所需时间缩短,因此c(CO)随反应时间t变化曲线为;故答案为。
28. 酸碱中和反应中溶液的变化可用于各种研究。
(1)用溶液分别滴定体积均为、浓度均为的盐酸和醋酸,得到滴定过程中溶液随加入溶液体积变化的两条滴定曲线(如图示)。
①溶液应装在上图滴定管_______(填或)中,滴定醋酸的曲线是_______(填Ⅰ或Ⅱ)。
②滴定开始前,三种溶液中由水电离出的最大的是_______。
③和的关系:_______(填“>”、“=”或“<”)。
(2)取未知浓度的盐酸放入锥形瓶中,并滴加滴酚酞作指示剂,用标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2次,记录数据如下。
实验编号 | NaOH溶液浓度 | 滴定完成消耗NaOH溶液的体积(mL) | 盐酸的体积(mL) |
1 | 0.10 | 22.62 | 20.00 |
2 | 0.10 | 24.92 | 20.00 |
3 | 0.10 | 22.80 | 20.00 |
①滴定时,右手_______(填操作),达到滴定终点的标志是_______。
②根据数据可计算出该盐酸的浓度约为_______(保留两位有效数字)。
③在上述实验中,下列操作会造成所测盐酸浓度偏高的有_______(填字母序号)。
A.滴定终点读数时俯视
B.锥形瓶水洗后未干燥
C.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
D.碱式滴定管使用前,水洗后未用标准氢氧化钠溶液润洗
E.滴定前,碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
【答案】(1) ①. b ②. Ⅰ ③. 0.1000mol/L的醋酸溶液 ④. <
(2) ①. 摇动锥形瓶 ②. 滴入最后一滴NaOH标准液,锥形瓶内溶液颜色由无色变红色,且半分钟内不褪色 ③. 0.11 ④. DE
【解析】
【小问1详解】
①NaOH溶液应装在碱式滴定管中,即上图滴定管b中;盐酸是强酸,醋酸是弱酸,所以浓度均为0.1000mol/L的盐酸和醋酸溶液,醋酸的pH较大,所以I是醋酸的滴定曲线。
②酸和碱都会抑制水的电离,0.1000mol/LNaOH溶液和0.1000mol/L的盐酸电离出的氢离子和氢氧根离子的浓度都是0.1000mol/L,对水的电离的抑制作用相同,但0.1000mol/L的醋酸中氢离子浓度小于0.1000mol/L,所以对水的电离抑制作用较小,即三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是0.1000mol/L的醋酸溶液。
③醋酸和氢氧化钠恰好完全反应时,生成醋酸钠水溶液呈碱性,所以如果溶液呈中性,需要醋酸稍过量,也就是加入的氢氧化钠体积较少一些,所以V1<V2。
【小问2详解】
①滴定时,右手摇动锥形瓶;酚酞溶液滴加到待测盐酸中,溶液呈无色,所以滴定终点的标志是当滴入最后一滴NaOH标准液,锥形瓶内溶液颜色由无色变红色,且半分钟内不褪色。
②滴定终点时盐酸和NaOH恰好完全反应,即n(HCl)=n(NaOH),三次实验中第二次所用NaOH溶液体积数值偏差太大,舍去,剩余两次所用NaOH溶液的平均值为=22.71mL,0.1000mol/L×22.71×10-3L=c(HCl)×20.00×10-3L,解得c(HCl)≈0.11mol/L;
③A.滴定终点读数时俯视,读数偏大,相减所得差值变小,计算的所用标准液体积偏小,测定结果偏低,A不符合题意;
B.锥形瓶水洗后未干燥,不影响n(HCl),因此滴入NaOH的量也不变,对结果无影响,B不符合题意;
C.水洗后未用待测盐酸润洗,所取盐酸被稀释,导致所需要的标准NaOH溶液体积减小,测定结果偏低,C不符合题意;
D.水洗后未用标准NaOH溶液润洗,NaOH溶液被稀释,所需要的NaOH溶液体积变大,测定结果偏高,D符合题意;
E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,使滴定管内液面下降变大,测定结果偏高,E符合题意,
故选DE。
29. 氢能源被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源,世界上许多国家和地区广泛开展了氢能源的研究。
(1)氢气热值较高,是汽油的3倍,酒精的3.9倍。已知氢气的燃烧热是:,则氢气的热值为_______。
(2)煤的气化是一种重要的制氢途径。在一定温度下,向体积固定的密闭容器中加入足量的C(s)和,起始压强为时,发生下列反应生成水煤气:
反应I:
反应II:
反应达到平衡时,的转化率为的物质的量为。
①有利于反应I自发进行的条件是_______。
②下列说法正确的是_______。
A.平衡时向容器中充入惰性气体,反应的平衡不移动
B.混合气体的密度保持不变时,不能说明反应体系已达到平衡
C.平衡时整个体系吸收能量
D.反应II的化学方程式前后物质的化学计量数之和相等,所以反应II的
③平衡时,气体的总物质的量为_______,反应的平衡常数_______。[:以气体物质的分压替代浓度计算得到的平衡常数,,表示平衡时总压,表示平衡系统中的物质的量分数]
(3)用太阳能分解水制备是一项新技术,其过程如下图所示:
已知:
①请写出过程II的热化学方程式_______。
②请结合过渡态理论与碰撞理论解释催化剂可加快水分解的原因_______。
【答案】(1)142.9
(2) ①. 高温 ②. AC ③. 1.3 ④. 0.02
(3) ①. 3FeO(s)+H2O(g)=H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=kJ/mol ②. Fe3O4是该反应的催化剂,降低反应的活化能,使单位体积内活化分子百分数增大,有效碰撞次数增多,从而可加快反应速率
【解析】
【小问1详解】
氢气的燃烧热为285.8kJ/mol,则氢气的热值为=142.9kJ/g;故答案为142.9;
【小问2详解】
①反应Ⅰ为吸热反应,ΔH>0,该反应为熵增,即ΔS>0,根据复合判据,要想自发进行,需要在高温下,故答案为高温;
②A.容器为恒容密闭,平衡时向容器中充入惰性气体,各物质组分浓度不变,反应Ⅰ的平衡不移动,故A正确;
B.由于碳为固体,反应过程中气体的质量不断增大,容器为恒容,则混合气体体积不变,即混合气体的密度保持不变时,说明反应体系已达到平衡,故B错误;
C.令反应Ⅰ中消耗水蒸气物质的量为amol,反应Ⅱ中消耗水蒸气物质的量为bmol,达到平衡时,水蒸气的转化率为50%,因此有a+b=1mol×50%,达到平衡时,CO物质的量为0.1mol,根据反应方程式有:a-b=0.1,两式联立解得a=0.3,b=0.2,反应过程中热量变化为(131.4×0.3-41.1×0.2)kJ=31.2kJ,则平衡时整个体系吸收31.2kJ能量,故C正确;
D.任何化学反应的熵变均不为0,故D错误;
答案为AC;
③根据②中C选项分析,达到平衡时,水蒸气、氢气、CO和CO2的物质的量分别为0.5mol、0.5mol、0.1mol、0.2mol,则气体的总物质的量为1.3mol;此时的压强为=0.26MPa,反应Ⅰ的Kp==0.02MPa,故答案为1.3;0.02;
【小问3详解】
①过程Ⅱ的反应为3FeO+H2O(g)=H2+Fe3O4,2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH1=akJ/mol…①,2Fe3O4(s)=6FeO(s)+ O2(g) ΔH2=bkJ/mol…②,根据盖斯定律有,反应Ⅱ=(①-②),因此有3FeO(s)+H2O(g)=H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=kJ/mol ,故答案为3FeO(s)+H2O(g)=H2(g)+Fe3O4(s) ΔH=kJ/mol;
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