青海省西宁市六校2023-2024学年高二上学期期末化学模拟试卷含答案
展开A.H2O2的分解反应为放热反应
B.断裂共价键所需的能量:2×E(O﹣O)<1×E(O=O)
C.加入相同物质时,温度越高,H2O2分解的速率越快
D.相同温度下,加入不同物质的溶液,碱性越强,H2O2分解的速率越快
2.(3分)已知:(1)Zn(s)+12O2(g)=ZnO(s);△H=﹣348.3kJ•ml﹣1
(2)2Ag(s)+12O2(g)=Ag2O(s);△H=﹣31.0kJ•ml﹣1
则Zn(s)+Ag2O(s)=ZnO(s)+2Ag(s)的△H等于( )
A.﹣317.3 kJ•ml﹣1B.﹣379.3 kJ•ml﹣1
C.+317.3 kJ•ml﹣1D.+379.3 kJ•ml﹣1
3.(3分)在10L容器中进行如下反应:N2+3H2⇌2NH3,3秒钟后,NH3的物质的量增加0.12ml,用H2浓度的变化表示3秒钟内的平均反应速率为( )
A.0.003ml/(L•s)B.0.045ml/(L•s)
C.0.006ml/(L•s)D.0.009 ml/(L•s)
4.(3分)反应N2+O2═2NO,在密闭容器中进行,下列条件能加快该反应的速率的是( )
A.增大容器体积
B.体积不变,充入N2使压强增大
C.体积不变,充入He使压强增大
D.压强不变,充入N2使体积增大
5.(3分)下列措施对增大化学反应速率明显有效的是( )
A.Na与水反应时增大水的用量
B.Fe与稀硫酸反应制取氢气时,改用浓硫酸
C.用H2O2制O2时加入MnO2
D.铝与盐酸反应时,加入稀的NaCl溶液
6.(3分)下列事实中,能用勒夏特列原理解释的是( )
A.H2(g)、I2(g)、HI(g)平衡混合气加压后颜色变深
B.使用催化剂可加快SO2转化为SO3的速率
C.500℃左右比室温更有利于氨的合成
D.工业合成氨时,采用迅速冷却的方法,将气态氨变为液氨后及时从混合物中分离出去,以提高NH3的产量
7.(3分)下列叙述正确的是( )
A.SO2的水溶液能导电,所以SO2是电解质
B.酸式盐的水溶液呈酸性
C.盐类水解是中和反应的逆反应
D.凡是强酸生成的盐,其水溶液呈中性
8.(3分)已知:t℃下的某一气态平衡体系中含有X(g)、Y(g)、Z(g)、W(g)四种物质,此温度下发生反应的平衡常数表达式为:K=c(X)⋅c2(Y)c2(Z)⋅c2(W),有关该平衡的说法中正确的是( )
A.升高温度,平衡常数K变大
B.增大压强,W(g)物质的量分数变大
C.升温,若混合气体的平均相对分子质量变小,则正反应放热
D.增大X浓度,平衡向正反应方向移动
9.(3分)下列过程或现象与盐类水解无关的是( )
A.纯碱溶液去油污
B.明矾可作净水剂
C.加热氯化铁溶液颜色变深
D.硫酸氢钠溶液显酸性
10.(3分)常温下,在“H2S﹣HS﹣﹣S2﹣”的水溶液体系中,H2S、HS﹣、S2﹣三种微粒的物质的量分数随溶液pH变化(仅用H2S和NaOH调节pH)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.当体系呈中性时,c(HS−)c(H2S)>c(Na+)c(HS−)+2c(S2−)
B.NaHS溶液中,c(Na+)>c(HS﹣)>c(S2﹣)>c(H2S)
C.Kal(H2S)的数量级为10﹣6
D.加入Na2S沉降废水中的Cu2+,废水的pH对沉降效果没有影响
11.(3分)下列说法正确的是( )
A.常温下在由水电离出的c(H+)=1×10﹣14ml/L溶液中可能大量存在Fe3+、NH4+、HCO3−
B.常温下,pH均为4的NH4Cl溶液和盐酸中,由水电离出的c(H+)相等
C.25℃时,浓度均为1ml/L的(NH4)2CO3和(NH4)2Fe(SO4)2溶液中c(NH4+)前者大
D.将FeCl2溶液在空气中蒸干后高温灼烧,最后可得Fe2O3或Fe3O4固体
12.(3分)下列说法正确的是( )
A.0.1 ml•L﹣1的硫酸铵溶液中:c(NH4+)>c(SO42−)>c(H+)=c(OH﹣)
B.常温下等体积pH相同的CH3COOH和HCl溶液,消耗NaOH的量一样多
C.常温下,醋酸钠与醋酸的混合溶液pH=7:则c(Na+)>c(CH3COO﹣)
D.0.1ml•L﹣1NaHCO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3−)+2 c(CO32−)+c(OH﹣)
13.(3分)某盐溶液NaHR的电离方程式为NaHR=Na++HR﹣下列有关说法不正确的是( )
A.Na2R溶液的pH值一定大于7
B.若NaHR溶液中c( OH﹣)>c( R2﹣),则溶液呈碱性
C.c( Na+)>c( HR﹣)>c( R2﹣)>c( OH﹣)>c( H+)
D.NaHR溶液的pH值不一定大于7
14.(3分)在Ca(OH)2(Ksp=5.5×10﹣6)、Mg(OH)2(Ksp=1.2×10﹣11)、AgCl(Ksp=1.56×10﹣10)三种物质中,下列说法正确的是( )
A.Mg(OH)2的溶解度最小
B.Ca(OH)2的溶解度最小
C.AgCl的溶解度最小
D.物质Ksp越大溶解度也越大
15.(3分)将自来水管与下列材料做成的水龙头连接,使铁水管锈蚀最快的水龙头是( )
A.塑料水龙头B.陶瓷水龙头
C.铜水龙头D.铁水龙头
16.(3分)在化学能与电能的转化过程中,下列叙述正确的是( )
A.电解饱和食盐水时,阳极得到Cl2和NaOH(aq)
B.教材所示的铜﹣锌原电池在工作时,Zn2+向铜片附近迁移
C.电镀时,电镀槽里的负极材料发生氧化反应
D.原电池与电解池连接后,电子从原电池负极流向电解池阳极
17.(3分)电浮选凝聚法是工业上采用的一种污水处理方法,某研究小组用电浮选凝聚法处理污水,设计装置如图所示,下列说法正确的是( )
A.装置A中碳棒为阴极
B.装置B中通入空气的电极反应是O2+2H2O+4e﹣═4OH﹣
C.污水中加入适量的硫酸钠,既可增强溶液的导电性,又可增强凝聚净化的效果
D.标准状况下,若A装置中产生44.8L气体,则理论上B装置中要消耗CH411.2L
18.(3分)合成氨工业对 国民经济和社会发展具有重要的意义:N2(g)+3H2(g) ⇌催化剂高温、高压2NH3(g)(正反应为放热反应)。673K、30MPa下,向密闭容器中充入0.01ml N2和0.02ml H2。反应过程中,某两种气体的物质的量与时间的关系如图1所示。下列有关反应的分析合理的是( )
A.曲线X表示反应过程中N2物质的量的变化
B.点a处,NH3的消耗速率大于其生成速率
C.点a处,氮气的转化率为40%,与氢气的转化率相同
D.将处于平衡状态的混合气体转入如图2所示的圆底烧瓶中,若气体处于标准状况,完成喷泉实验后,烧瓶中所得氨水的浓度为122.4ml/L
二.解答题(共5小题,满分46分)
19.(11分)甲烷和甲醇可以做燃料电池,具有广阔的开发和应用前景,回答下列问题
(1)甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注.DMFC工作原理如图1所示:通入a气体的电极是原电池的 极(填“正”“负”),其电极反应式为 .
(2)某研究小组将两个甲烷燃料电池串联后作为电源,进行饱和氯化钠溶液电解实验,如图2所示U形管中氯化钠溶液的体积为800ml.闭合K后,若每个电池甲烷用量均为0.224L(标况),且反应完全,则理论上通过电解池的电量为 (法拉第常数F=9.65×104C/ml),若产生的气体全部逸出,电解后溶液混合均匀,电解后U形管中溶液的pH为 .
20.(8分)常温下,回答下列关于盐酸和醋酸溶液的问题:
①对于0.1ml/L的盐酸和0.1ml/L的醋酸溶液的pH:盐酸 (选填“<”“=”或“=”)醋酸,写出醋酸的电离方程式 .若用同浓度的NaOH溶液分别中和等体积且pH相等的盐酸和醋酸溶液,则消耗NaOH溶液的体积关系为:前者 后者(选填“<”“=”或“>”).
②两种酸均能与氢氧化钠反应生成盐,其中醋酸能与氢氧化钠反应生成醋酸钠.实验室现有醋酸钠固体,取少量溶于水,溶液呈 (选填“酸性”、“中性”或“碱性”),其原因是(用离子方程式表示) .
③向醋酸溶液中加入一定量的NaOH溶液,当测得溶液的pH=7时,溶液中离子物质的量的浓度大小关系为 ;当测得溶液的pH<7时,溶液中离子物质的量的浓度大小关系可能为(写出一种关系即可) .
④已知25℃时,0.1ml/L的醋酸溶液的pH约为3,向其中加入少量醋酸钠晶体,发现溶液的pH增大.对上述现象有两种不同的解释:甲同学认为醋酸钠呈碱性,所以溶液的pH增大;乙同学给出另外一种不同于甲同学的解释,请你写出乙同学可能的理由 .
21.(9分)现有下列化合物①Na2SO3、②NaOH、Na2SO3 ③NaHSO3 ④Na2SO3、NaHSO3 ⑤NaHSO3、H2SO3 ⑥H2SO3 回答问题:
(1)Na2SO3溶液显 性,用离子方程式表示 .
(2)pH=10的Na2SO3溶液中,水电离出来的c(OH﹣)为 ,在pH=4的H2SO3溶液中水电离出来的c(H+)为
(3)已知水存在如下平衡:H2O+H2O⇌H3O++OH﹣ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,选择方法是
A.向水中加入NaHSO4固体 B.向水中加Na2CO3固体 C.加热至100℃D.向水中加入(NH4)2SO4固体 E、向水中通入SO2
(4)上述六种溶液的PH由大到小的顺序为 ,其H2SO3的浓度由小到大的顺序为
(5)若等pH、等体积的盐酸和H2SO3溶液分别加水稀释m倍、n倍,稀释后pH相等,则m n(填“>”“<”或“=”)
22.(8分)计算
(1)在25℃时,Ksp(AgBr)=c(Ag+)•c(Br﹣)=1.0×10﹣12,若取0.188g的AgBr(相对分子质量188)固体放入100mL水中(忽略溶液体积的变化),则溶液中Br﹣的物质的量浓度为 .
(2)在某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1×10﹣12.若用PH一样的定义来规定PD值,则PD=﹣lg{C(D+)},1L溶有0.01ml的NaOD的D2O溶液,其PD= ;
(3)在定容容器内加入一定量A(g),发生反应2A(g)⇌B(g)+xC(g),在一定条件下从开始达到平衡后,压强增大了p%时,A的转化率也为p%,则x的值为 .
(4)已知在25℃时,醋酸的Ka=1.75×10﹣5.在此温度下,0.2mL/L醋酸与0.1ml/L NaOH溶液等体积混合后,溶液显 性,此溶液中离子浓度大到小的顺序是 .
23.(10分)氮氧化物是环境污染物,研究氮氧化物转化有重要的意义。回答下列问题:
(1)催化转化器可使汽车尾气反应而转化:
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H
已知:2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H1=akJ•ml﹣1;
C(s)+O2(g)═CO2(g)△H2=bkJ•ml﹣1;
N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H3=ckJ•ml﹣1
△H= kJ•ml﹣1(用含a、b、c 的代数式表示);
(2)T℃时,将等物质的量的NO 和CO 充入容积为1 L 的密闭容器中发生尾气转化反应,容器中NO 物质的量随时间变化如图1所示。
①T℃时,该化学反应的平衡常数K= 。
②下列事实能判断汽车尾气转化反应达到化学平衡状态的是 ;
A.体系中NO 的转化率和CO 的转化率相等 B.气体的密度不再变化
C.NO 消耗速率等于N2 消耗速率的2倍 D.混合气体平均相对分子质量不再变化
③已知汽车尾气转化反应的△H<0.10min 后,改变下列示意图横坐标对应的反应条件,纵坐标对应的量变化关系不正确的是 。(填序号)
(3)碘蒸气存在能大幅度提高N2O 的分解速率,反应历程为:
第一步I2 (g)⇌2I(g) (快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N 2(g)+IO(g) (慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2 (g)+O2(g)+I(g)(快反应)
实验表明,含碘时N2O 分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)] 0.5(k为速率常数)。
下列表述不正确的是 (填标号)。
A.IO 为反应的中间产物
B.第二步活化能比第三步小
C.第二步对总反应速率起决定作用
D.N2O 分解反应中,k 值与是否含碘蒸气无关
(4)碱吸收、碳还原是目前工业生产中处理氮氧化物的常用方法。
①碱吸收的常见产物为NaNO2.常温下,pH=8 的NaNO2 溶液中c(Na+)﹣c(NO2﹣)= ml•L﹣1 (用精确值表示);
②碳还原法是在高温条件下将NO 与NO2 混合气体与焦炭反应,生成CO2 和N2,且物质的量之比为4:3,写出该方法的化学方程式 。
2023-2024学年青海省西宁市六校高二(上)期末化学模拟试卷
参考答案与试题解析
一.选择题(共18小题,满分54分,每小题3分)
1.【解答】解:A.由图形可知,反应物总能量大于生成物总能量,则为放热反应,故A正确;
B.H2O2分解反应属于放热反应,注意断裂化学键吸收能量,形成化学键放出能量,反应物、生成物含有相同的O﹣H,则2×E(O﹣O)<1×E(O=O),故B正确;
C.升高温度,可加快反应速率,故C正确;
D.由图象可知在90℃时一定时间之内,碳酸氢钠的斜率较大,则反应较快,故D错误;
故选:D。
2.【解答】解:由(1)Zn(s)+12O2(g)=ZnO(s)△△H=﹣348.3kJ/ml,
(2)2Ag(s)+12O2(g)=Ag2O(s)△H=﹣31.0kJ/ml,
根据盖斯定律可知,
(1)﹣(2)可得Zn(s)+Ag2O(s)═ZnO(s)+2Ag(s),
则△H=(﹣348.3kJ•ml﹣1)﹣(﹣31.0kJ•ml﹣1)=﹣317.3kJ•ml﹣1,
故选:A。
3.【解答】解:3秒钟后,NH3的物质的量增加0.12ml,则H2的物质的量增加0.12ml×32=0.18ml,
故v(H2)=△nVt=0.18ml10L3s=0.006ml/(L•s),
故选:C。
4.【解答】解:A.增大容器体积,相当于减小压强,气体浓度减小,反应速率降低,故A错误;
B.体积不变,充入N2使压强增大,反应物浓度增大,反应速率加快,故B正确;
C.体积不变,充入He使压强增大,但参加反应的各气体浓度不变,则反应速率不变,故C错误;
D.压强不变,充入N2使体积增大,氮气浓度不变,但氧气浓度降低,反应速率降低,故D错误;
故选:B。
5.【解答】解:A.水没有浓度,所以Na与水反应时增大水的用量不影响反应速率,故A错误;
B.浓硫酸和Fe发生钝化现象,且不生成氢气,生成二氧化硫,故B错误;
C.双氧水制取氧气时加入二氧化锰,二氧化锰作催化剂,增大活化分子百分数,化学反应速率增大,故C正确;
D.铝与盐酸反应时加入稀的氯化钠溶液,氢离子浓度减小,反应速率降低,故D错误;
故选:C。
6.【解答】解:A、存在平衡H2+I2(g)⇌2HI(g),该反应前后气体的体积不变,增大压强,平衡不移动,增大平衡体系的压强气体的体积减小,碘的浓度增大,颜色变深,不能用平衡移动原理解释,故A不选;
B.催化剂不影响化学平衡,不能用勒夏特列原理解释,故B不选;
C.合成氨反应N2+3H2⇌2NH3,反应是放热反应,温度升高平衡逆向进行,500℃左右比室温更利于合成氨反应,是因为此时反应速率增大,催化剂活性最大,不能用勒夏特列原理解释,故C不选;
D.工业合成氨反应N2+3H2⇌2NH3△H<0,该反应是放热的可逆反应,采用迅速冷却的方法可以使平衡向正反应方向移动,提高NH3的产量,能用勒夏特列原理解释,故D选;
故选:D。
7.【解答】解:A.二氧化硫本身不能电离,其水溶液导电的原因是二氧化硫与水反应生成的亚硫酸导电,故二氧化硫是非电解质,故A错误;
B.部分酸式盐存在水解,导致溶液呈碱性,比如碳酸氢钠,故B错误;
C.盐类水解是中和反应的逆反应,故C正确;
D.强酸与弱碱生成的盐中,显示酸性,故D错误,
故选:C。
8.【解答】解:由K=c(X)⋅c2(Y)c2(Z)⋅c2(W),可知反应为2Z(g)+2W(g)⇌X(g)+2Y(g),
A.焓变未知,升高温度,若平衡正向移动,K增大,若升高温度平衡逆向移动,K减小,故A错误;
B.增大压强,平衡正向移动,W(g)物质的量分数减小,故B错误;
C.升温,若混合气体的平均相对分子质量变小,可知升高温度平衡正向移动,则正反应放热,故C正确;
D.增大X浓度,生成物浓度增大,平衡向逆反应方向移动,故D错误;
故选:C。
9.【解答】解:A、纯碱为Na2CO3,在溶液中水解显碱性,而油脂属于酯类,在碱性条件下发生水解,故纯碱能去油污,故A错误;
B、明矾溶于水后能水解出氢氧化铝胶体,具有吸附功能,故能去油污,故B错误;
C、盐类的水解吸热,故加热氯化铁溶液后,对氯化铁的水解有促进作用,能水解出氢氧化铁胶体显红褐色,故颜色变深,故C错误;
D、NaHSO4是强酸强碱盐,不能水解只能电离:NaHSO4=Na++H++SO42﹣,故与水解无关,故D正确。
故选:D。
10.【解答】解:A.溶液呈中性时,c(HS﹣)>c(H2S),则c(HS−)c(H2S)>1、根据电荷守恒得c(Na+)=c(HS﹣)+2c(S2﹣),所以c(Na+)c(HS−)+2c(S2−)=1,则c(HS−)c(H2S)>c(Na+)c(HS−)+2c(S2−),故A正确;
B.NaHS溶液中,溶液呈碱性,说明HS﹣水解程度大于电离程度,则c(S2﹣)<c(H2S),故B错误;
C.c(HS﹣)=c(H2S)时,Ka1(H2S)=c(H+)=10﹣6.9,Kal(H2S)的数量级为10﹣7,故C错误;
D.当加入Na2S沉降废水中的Cu2+,溶液中c(Cu2+)减小,Cu2+水解程度较小,则溶液的pH增大,故D错误;
故选:A。
11.【解答】解:A.由水电离出的c(H+)=1×10﹣14ml/L,水的电离受到抑制,可能是酸溶液或碱溶液,HCO3−在酸溶液或碱溶液中均不能大量共存,故A错误;
B.pH为4的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H+)=10﹣4ml/L,pH为4的盐酸中由水电离出的c(H+)=c(OH﹣)=10−1410−4ml/L=10﹣10ml/L,二者不相等,故B错误;
C.(NH4)2CO3溶液中CO32−促进NH4+水解,使c(NH4+)减小较快。(NH4)2Fe(SO4)2溶液中Fe2+抑制NH4+水解,则浓度均为1ml/L的(NH4)2CO3和(NH4)2Fe(SO4)2溶液中c(NH4+):前者小于后者,故C错误;
D.FeCl2是强酸弱碱盐,加热促进其水解生成Fe(OH)2,但Fe(OH)2具有强还原性,能被氧气氧化生成Fe(OH)3,则FeCl2溶液在空气中蒸干后高温灼烧,最后可得Fe2O3或Fe3O4固体,故D正确;
故选:D。
12.【解答】解:A.硫酸铵是强酸弱碱盐,铵根离子水解导致溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH﹣),但水解程度较小,根据电荷守恒得c(NH4+)>c(SO42−),离子浓度大小顺序是c(NH4+)>c(SO42−)>c(H+)>c(OH﹣),故A错误;
B.常温下pH相同的醋酸和盐酸,醋酸浓度大于盐酸,相同体积相同pH的醋酸和盐酸,消耗的NaOH的量与酸的物质的量成正比,所以醋酸消耗的NaOH多,故B错误;
C.常温下,醋酸钠和醋酸的混合溶液pH=7,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO﹣),故C错误;
D.任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HCO3−)+2 c(CO32−)+c(OH﹣),故D正确;
故选:D。
13.【解答】解:A、根据某盐溶液NaHR的电离方程式为NaHR=Na++HR﹣,可知H2R为二元弱酸,则Na2R在溶液中能水解使溶液显碱性,所以Na2R溶液的pH值一定大于7,故A正确;
B、HR﹣在溶液中存在电离平衡和水解平衡,HR﹣+H2O⇌OH﹣+H2R,HR﹣⇌H++R2﹣,若NaHR溶液中c( OH﹣)>c( R2﹣),则水解程度大于电离程度,所以溶液显碱性,故B正确;
C、HR﹣在溶液中存在电离平衡和水解平衡,HR﹣+H2O⇌OH﹣+H2R,HR﹣⇌H++R2﹣,若c( R2﹣)>c( OH﹣),以电离为主,溶液呈酸性,则c( Na+)>c( HR﹣)>c( H+)>c( R2﹣)>c( OH﹣),故C错误;
D、HR﹣在溶液中存在电离平衡和水解平衡,HR﹣+H2O⇌OH﹣+H2R,HR﹣⇌H++R2﹣,若HR﹣在溶液中是以电离为主,则溶液显酸性,若以水解为主,则溶液显碱性,所以NaHR溶液的pH值不一定大于7,故D正确;
故选:C。
14.【解答】解:由Ca(OH)2与Mg(OH)2化学式结构组成相似,而且Ca(OH)2的Ksp大于Mg(OH)2的Ksp,所以氢氧化镁的溶解度小;
c[Mg(OH)2]=c(Mg2+)=31.2×10−114=33×10﹣3ml/L,c(AgCl)=c(Ag+)=1.56×10−10=1.56×10﹣5ml/L,所以AgCl的溶解度比Mg(OH)2的溶解度小,故C正确,AB错误;
D、化学式结构组成不相似的,不能直接根据Ksp比较溶解度大小,故D错误;
故选:C。
15.【解答】解:A、将塑料水龙头和铁水管相连不能形成原电池,腐蚀教慢;
B、陶瓷不能导电,故将铁水管和陶瓷水龙头相连,不能形成原电池,铁水管的腐蚀不能被加快;
C、将铁水管和铜水龙头相连,铜水龙头做正极,铁水管做负极,铁水管的腐蚀被加快;
D、将铁水管和铁水龙头相连,不能形成原电池,故不能加快反应速率,腐蚀不能被加快。
综上比较,使铁水管腐蚀最快的是铜水龙头,故选C。
16.【解答】解:A.电解饱和食盐水时,阳极上氯离子放电生成氯气,阴极上氢离子放电生成氢气,同时有氢氧化钠生成,故A错误;
B.教材所示的铜锌原电池放电时,锌离子向正极铜移动,故B正确;
C.电镀时,电镀槽里的阳极材料失电子发生氧化反应,故C错误;
D.原电池和电解池连接时,电子从原电池负极流向电解池阴极,故D错误;
故选:B。
17.【解答】解:A装置为电解池,B装置为原电池装置,原电池工作时,通入甲烷的一级为负极,发生氧化反应,负极电极反应是CH4+4CO32﹣﹣8e﹣=5CO2+2H2O,通入氧气的一极为正极,发生还原反应,正极反应为O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣,电解池中Fe为阳极,发生Fe﹣2e﹣=Fe2+,阴极的电极反应为:2H++2e﹣=H2↑,二价铁离子具有还原性,能被氧气氧化到正三价,4Fe2++10H2O+O2=4Fe(OH)3↓+8H+。
A.电解池中Al片为阴极,碳棒、铁片和污水构成原电池,碳棒正极,故A错误;
B.电池是以熔融碳酸盐为电解质,B中通入空气的电极是正极,反应式为:O2+2CO2+4e﹣=2CO32﹣,故B错误;
C.通过电解生成Fe(OH)3胶体可吸附污染物而沉积下来,加入硫酸钠能使导电能力增强,加快生成Fe(OH)3胶体速率,提高污水的处理效果,故C正确;
D.A装置中阴极的电极反应为:2H++2e﹣=H2↑,阴极产生了44.8L(标准状况)即2ml的气体产生,但是碳棒为阳极,阳极上还可以生成氧气,所以参加反应的甲烷大于11.2L,故D错误;
故选:C。
18.【解答】解:A.根据图知,随着反应的进行,X的物质的量减少、Y的物质的量增加,则X为反应物、Y为生成物,密闭容器中充入0.01ml N2和0.02ml H2,根据图知,开始时X的物质的量为0.02ml,所以曲线X表示反应过程中H2物质的量的变化,故A错误;
B.根据图知,a点后反应物的物质的量减少、生成物的物质的量增加,则a点反应正向进行,则a点正反应速率大于逆反应速率,故B错误;
C.a点消耗n(H2)=(2.0﹣0.8)×10﹣2ml=0.012ml,根据方程式知,a点消耗n(N2)=13n(H2)=13×0.012ml=0.004ml,氮气的转化率=×100%=40%、氢气的转化率=×100%=60%,故C错误;
D.混合气体中氮气和氢气都不溶于水,氨气溶于水,设混合气体中氨气的体积为VL,进行喷泉实验后水加入烧瓶中的体积为氨气体积,为VL,n(NH3)=VL22.4L/ml=V22.4ml,氨水的物质的量浓度=nV=V22.4mlVL=122.4ml/L,故D正确;
故选:D。
二.解答题(共5小题,满分46分)
19.【解答】解:(1)燃料电池中,通入燃料的电极为负极,发生氧化反应,加成被氧化生成二氧化碳,电极方程式为,
故答案为:负;CH3OH+H2O﹣6e ﹣═CO2+6H+;
(2)电解氯化钠溶液的化学方程式为2NaCl+2H2O电解¯2NaOH+H2↑+Cl2↑,可知关系式1 ml CH4~8 ml e﹣~8mlNaOH,故若每个电池甲烷通入量为0.224L(标准状况),生成0.08mlNaOH,c(NaOH)=,pH=13;电解池通过的电量为×8×9.65×104C•ml﹣1=7.72×103C(题中虽然有两个燃料电池,但电子的传递量只能用一个池的甲烷量计算),
故答案为:7.72×103C;13.
20.【解答】解:(1)①醋酸为弱酸,不能完全电离,等浓度是盐酸pH较小,电离方程式为CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,等pH时,醋酸浓度较大,消耗NaOH溶液多,
故答案为:<;CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+;<;
②醋酸钠为强碱弱酸盐,水解呈碱性,水解方程式为CH3COO﹣+H2O⇌CH3COOH+OH﹣,故答案为:碱性;CH3COO﹣+H2O⇌CH3COOH+OH﹣;
③pH=7时,溶液呈中性,存在c(Na+)=c(CH3COO﹣)>c(H+)=c(OH﹣),pH<7时,溶液呈酸性,溶液中离子物质的量的浓度大小关系可能为c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣) 或c(CH3COO﹣)>c(H+)>c(Na+)>c(OH﹣),
故答案为:c(Na+)=c(CH3COO﹣)>c(H+)=c(OH﹣);c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣) 或c(CH3COO﹣)>c(H+)>c(Na+)>c(OH﹣);
④加入少量醋酸钠晶体,c(CH3COO﹣)增大,可抑制醋酸的电离,具体为CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,因醋酸钠电离,使c(CH3COO﹣)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,所以溶液pH增大,
故答案为:CH3COOH⇌CH3COO﹣+H+,因醋酸钠电离,使c(CH3COO﹣)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,所以溶液pH增大.
21.【解答】解:(1)Na2SO3为强碱弱酸盐,亚硫酸根离子水解而使溶液呈碱性,水解方程式为SO3 2﹣+H2O⇌HSO3﹣+OH﹣、HSO3﹣+H2O⇌H2SO3+OH﹣,故答案为:碱;SO3 2﹣+H2O⇌HSO3﹣+OH﹣、HSO3﹣+H2O⇌H2SO3+OH﹣;
(2)pH=10的Na2SO3溶液中,水电离出来的c(OH﹣)=10−14c(H+)=10−1410−10ml/L=1×10﹣4 ml/L,在pH=4的H2SO3溶液中水电离出来的c(H+)=c(OH﹣)=10−1410−4ml/L=1×10﹣10ml/L,
故答案为:1×10﹣4;1×10﹣10;
(3)酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,H2O+H2O⇌H3O++OH﹣ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液显酸性,说明加入的物质是强酸弱碱盐,故选D;
(4)氢氧根离子抑制亚硫酸根离子水解、亚硫酸氢根离子和亚硫酸根离子相互抑制水解、亚硫酸氢根离子和亚硫酸相互抑制电离,酸根离子水解程度越大,溶液的碱性越强,溶液的pH越大,强碱溶液的pH最大,所以这几种溶液中pH大小顺序是②①④③⑤⑥;
亚硫酸溶液中亚硫酸浓度最大,多元弱酸根离子水解程度第一步远远大于第二步,水解程度越大,则亚硫酸浓度越小,所以这几种溶液中亚硫酸浓度由小到大的顺序是②①④③⑤⑥,故答案为:②①④③⑤⑥;②①④③⑤⑥;
(5)若等pH、等体积的盐酸和H2SO3溶液,亚硫酸浓度大于盐酸,加水稀释促进弱电解质电离,要使稀释后溶液的pH相对,则弱酸稀释的倍数大于强酸,即m<n,故答案为:<.
22.【解答】解:(1)0.188g的AgBr(相对分子质量188)固体放入100mL水中,固体不能全部溶解,已知Ksp(AgBr)=1.0×10﹣12,所以在25℃时饱和AgBr溶液的浓度为:
c(AgBr)=c(Ag+)=c(Br﹣)=1.0×10−12=1×10﹣6ml•L﹣1,故答案为:1×10﹣6 ml•L﹣1;
(2)0.01ml/LNaOD的D2O溶液,c(OD﹣)=0.01ml/L,则c(D+)=Kwc(OD−)=1×10−120.01=1.0×10﹣10ml/L,故PD=10,故答案为10;
(3)解:设通入的A的物质的量1ml,利用三段式分析,
2A(g)⇌B(g)+xC(g)
起始(ml) 1 0 0
转化(ml) 1×p% 0.5p% 0.5xp%
平衡(ml) 1﹣p% 0.5p% 0.5xp%
压强之比等于物质的量之比,11−p%+0.5p%+0.5xp%=11+p%,所以有 x=3,故答案为3;
(4)醋酸与氢氧化钠溶液混合有:CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O,由于醋酸为0.2ml/L,氢氧化钠为0.1ml/L,且等体积混合,故混合后溶液的成分为:醋酸钠0.05ml/L,醋酸0.05ml/L,即钠离子的物质的量浓度为:0.005ml/L,因为醋酸的Ksp=1.75×10﹣5=c(H+)c(CH3COO﹣),c(H+)=3.5×10﹣4<c(Na+),溶液为酸性,故离子浓度大到小的顺序是 c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣),故答案为:酸;c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣).
23.【解答】解:(1)已知:①N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H1=a kJ•ml﹣1碳还原法是在高温条件下将NO与NO2混合气体与焦炭反应,生成CO2和N2,生成的CO2与N2的物质的量之比为4:3。
②2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=b kJ•ml﹣1
③C(s)+O2(g)=CO2(g)△H3=c kJ•ml﹣1
盖斯定律计算得①×2﹣②﹣③到2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H=(2c﹣a﹣b)kJ/ml,
故答案为:2c﹣a﹣b;
(2)①T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为2L的密闭容器中发生尾气转化反应,图中可知NO和CO起始物质的量0.8ml,10minNO达到平衡状态下物质的量0.4ml,则
2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) (单位:ml/L)
起始量:0.8 0.8 0 0
转化量:0.4 0.4 0.2 0.4
平衡量:0.4 0.4 0.2 0.4
平衡常数K=c(N2)×c2(CO2)c2(NO)×c2(CO)=0.2×(0.4)2(0.4)2×(0.4)2=1.25(ml/L)﹣1;
故答案为:1.25;
②A、体系中NO的转化率和CO的转化率相等,转化率和起始量变化量有关,不能说明反应达到平衡状态,故A错误;
B、反应前后气体质量和体积不变,气体的密度始终不变化,不能说明反应达到平衡状态,故B错误;
C、NO消耗速率等于N2消耗速率的2倍,说明正逆反应速率相同,反应达到平衡状态,故C正确;
D、反应前后气体质量不变,气体物质的量变化,混合气体平均相对分子质量不再变化说明反应达到平衡状态,故D正确;
故答案为:CD;
③若该反应△H<0,则该反应为放热反应,降低温度有利于反应向正反应方向移动,结合反应的气体分子数变化考虑改变条件对化学平衡的影响,
a、随着温度升高,反应为放热反应,则化学平衡向逆反应方向移动,平衡常数随温度的升高而减小,故a错误;
b、增加N2物质的量,化学平衡向逆反应方向移动,NO的转化率降低,故b正确;
c、平衡常数只随温度的改变而改变,改变NO的量不改变化学平衡常数,故c正确;
d、随着温度升高,反应为放热反应,则化学平衡向逆反应方向移动,CO的转化率降低,故d错误;
故答案为:ad;
(3)A、第一步I2(g)⇌I(g)(快反应)
第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应)
第三步IO(g)+N2O(g)→N2(g)+O2(g)+H(g)(快反应),过程中IO为反应的中间产物,故A正确;
B、第二步反应慢说明活化能比第三步大,故B错误;
C、第二步I(g)+N2O(g)→N2(g)+IO(g)(慢反应),在整个反应过程中起到决定性作用,故C正确;
D、N2O分解反应中,实验表明,含碘时N2O分解速率方程v=k•c(N2O)•[c(I2)]0.5(k为速率常数),和碘蒸气有关,故D错误;
故答案为:BD;
(4)①pH=8的NaNO2溶液中,c(H+)=10﹣8ml/L,c(OH﹣)=10−1410−8ml/L=10﹣6ml/L,c(Na+)﹣c(NO2﹣)=c(OH﹣)﹣c(H+)=10﹣6ml/L﹣10﹣8ml/L=9.9×10﹣7ml/L,
故答案为:9.9×10﹣7;
②碳还原法是在高温条件下将NO与NO2混合气体与焦炭反应,生成CO2和N2,生成的CO2与N2的物质的量之比为4:3,结合原子守恒、电子守恒书写配平得到化学方程式:2NO+4NO2+4C=4CO2+3N2,
故答案为:2NO+4NO2+4C=4CO2+3N2。
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