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04化学反应原理--福建省2023-2024学年高三化学上学期期末专题练习(鲁科版)
展开这是一份04化学反应原理--福建省2023-2024学年高三化学上学期期末专题练习(鲁科版),共38页。试卷主要包含了单选题,填空题,解答题等内容,欢迎下载使用。
一、单选题
1.(2023上·福建龙岩·高三校联考期末)我国科研机构使用改性的Cu基催化剂,可打通从合成气经草酸二甲酯常压催化加氢制备乙二醇的技术难关。下列说法正确的是
A.乙二醇与乙二酸属于同系物B.与石墨互为同素异形体
C.铜原子的价电子排布式为D.催化剂通过降低焓变加快反应速率
2.(2015上·福建福州·高三统考期末)H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 ml·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,如图,下列说法合理的是
A.Na2S2O3是该反应的还原剂
B.该滴定可用甲基橙作指示剂
C.该滴定可选用图所示装置
D.该反应中每消耗2 ml Na2S2O3,电子转移数为4 ml
3.(2018上·福建厦门·高三统考期末)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-198 kJ·ml-1,在V2O5存在时,该反应的机理为:V2O5+SO2=2VO2+SO3(快),4VO2+O2=2V2O5(慢)。下列说法中正确的是
A.反应速率主要取决于V2O5的质量B.VO2是该反应的催化剂
C.逆反应的活化能大于198 kJ·ml-1D.增大SO2的浓度可显著提高反应速率
4.(2020·福建漳州·高三统考期末)反应在295K时,其反应物浓度与反应速率关系的数据如下:
注:反应物浓度与反应速率关系式为(式中速率常数,其中为活化能,A、R均为大于0的常数,T为温度)下列说法不正确的是
A.m=2,n=1
B.当,,
C.加入催化剂可以改变反应途径,也可以增大速率常数k,而加快反应速率
D.升高温度,可以增大反应的活化能,从而使速率常数k增大
5.(2023上·福建厦门·高三厦门外国语学校校考期末)某小组同学用乙醛进行银镜反应实验时,补充做了以下实验。已知:
实验①:
实验②:
下列关于该实验的分析不正确的是
A.实验①无需加热,说明碱性条件有利于银氨溶液与乙醛的反应
B.实验①中加入NaOH后,溶液中c(NH3)增大
C.实验表明,相同pH条件下,不同存在形式的Ag(I)的氧化性不一样
D.对比实验①和②知,形成[Ag(NH3)2]+后Ag(I)氧化性降低
6.(2021上·福建三明·高三统考期末)电化学原理在日常生活和科技领域中应用广泛。下列说法正确的是
A.甲:向电极方向移动,电极附近溶液增大
B.乙:电池充电时,二氧化铅与电源的负极连接
C.丙:被保护的金属铁与电源的负极连接,该方法称为外加电源保护法
D.丁:负极的电极反应式为
7.(2023上·福建龙岩·高三校联考期末)某温度下,应用电化学原理处理废旧塑料PET( )制取甲酸钾装置如图。下列说法错误的是
A.转移1 ml电子产生0.5 ml
B.隔膜为阳离子交换膜
C.阳极反应:
D. 为PET水解产物
8.(2023上·福建三明·高三统考期末)是一种亲水有机盐,其结构如图所示,其中A、B、C、D为同一短周期元素,C与E位于同一主族。下列叙述正确的是
A.C是空气中含量最高的元素
B.简单气态氢化物的稳定性:
C.与E的简单阴离子在溶液中能大量共存
D.该化合物中只有A、C、D元素原子的最外层满足8电子稳定结构
9.(2023上·福建三明·高三统考期末)下列化学反应表示正确的是
A.在空气中加热:
B.过量通入溶液中:
C.用惰性电极电解饱和溶液:
D.稀硫酸与稀氢氧化钾溶液发生反应:
10.(2023上·福建三明·高三统考期末)一种新型短路膜电化学电池消除装置如图所示。下列说法错误的是
A.短路膜和常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电子
B.正极反应消耗标准状况下,理论上需要转移电子
C.负极反应为:
D.该装置可用于空气中的捕获,缓解温室效应
11.(2023上·福建三明·高三统考期末)2-甲基丙烯与的加成反应有两种产物,这两种加成反应过程与其相应的能量变化曲线关系如图所示。在恒容绝热密闭容器中通入一定量的2-甲基丙烯与的混合物进行有关反应。下列说法正确的是
A.反应焓变大小:反应I反应Ⅱ
B.产物稳定性的强弱:产物1产物2
C.改变催化剂,反应I、Ⅱ的活化能和反应热均发生改变
D.2-甲基丙烯与的加成反应产物中更稳定
12.(2023上·福建龙岩·高三校联考期末)现有含的0.1 ml⋅L、1.0 ml⋅L 溶液,含的0.1 ml⋅L、1.0 ml⋅L 溶液。在一定pH范围内,四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.可以为原料生产
B.
C.曲线④表示含的1.0 ml⋅L 溶液的变化
D.对含且和初始浓度均为1.0 ml⋅L的混合溶液,时才发生沉淀转化
二、填空题
13.(2015上·福建莆田·高三校联考期末)有X、Y、Z三种元素,已知X、Y是元素周期表前20号元素,且X的原子序数比Y大4,元素Z形成的金属单质在日常生活中应用最广泛。请回答:
Ⅰ.若X是短周期最活泼的金属元素。
(1)写出Y的单质的结构式 。
(2)写出单质Z与元素Y的最高价氧化物对应的水化物(稀溶液,过量)反应的离子方程式 。
Ⅱ.若X的简单离子半径是第三周期元素简单离子半径最小的。
(3)在定向爆破中,常利用氧化铁和单质X反应放出的热量来切割钢筋。该反应的化学方程式为 。
(4)已知X的阳极氧化是一种常用的金属表面处理技术,它能使X的表面形成致密的氧化膜,该氧化膜不溶于稀硫酸。某化学研究小组在实验室中模拟该处理过程,装置如图所示,该阳极的电极反应式为 。
Ⅲ.含Z的化合物A(化学式为K2ZO4)极易溶于水,但静置一段时间后转化为红褐色沉淀,同时产生O2。
(5)化合物A溶于水后的变化 (用离子方程式表示)。查阅资料发现,加入下列物质中的 可提高A在水中的稳定性。
14.(2015上·福建泉州·高三统考期末)如图:A、B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
(1)A中反应的离子方程式为 。
(2)B中Sn极的电极反应式为 。Sn极附近溶液的pH值 (填“变大”、“变小”、“不变”)
(3)C中被腐蚀的金属是 ,该电极电极反应式为 ,比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序为 。
15.(2015上·福建泉州·高三统考期末)在25℃时,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图所示,请回答:
(1)O点为什么不导电 。
(2)a、b、c三点醋酸的电离度最大的是 (填“a”、“b”或“c”)。
(3)a、b、c三点的c(H+)由大到小的顺序是 。
(4)在25℃时,已知c点溶液中pH="5," 则溶液中的c(OH-)= 。
(5)若使c点溶液中的c(CH3COO-)增大,不可以采取下列措施中的 (填序号)。
A.加热 B.加水 C. 加NaOH固体 D.加入锌粒
(6)随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是 (填序号)。
16.(2015上·福建泉州·高三统考期末)在一容积为2L的密闭容器内加入0.2ml的N2和0.6ml的H2,在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,反应中NH3的浓度变化如下图:
(1)根据上图,4min~5min之间,反应处于 状态;(填“平衡”或“非平衡”)。
计算0~4min内,平均反应速率υ(NH3)= 。
(2)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,若改变反应温度,反应达到新平衡后,则NH3的物质的量浓度不可能为 。
(3)反应达到平衡后,第5分钟末,保持其它条件不变,把容器的体积缩小为原来的一半,则平衡 移动(填“向逆反应方向”、“向正反应方向”或“不”),化学平衡常数 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)在第5分钟末,将容器体积缩小为原来的一半后,若在第8分钟末达到新的平衡时(此时NH3的浓度约为0.25ml·L-1)
17.(2019上·福建宁德·高三统考期末)氟及其化合物在生产生活中被广泛使用,造福人类。
(1)氟在元素周期表中的位置是 。
(2)氢氟酸具有刻蚀玻璃的特性,写出该反应的化学方程式 。已知25℃时,氢氟酸的电离平衡常数Ka=3.6×10-4,若将0.01 ml·L-1的HF溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(3)次氟酸(HOF)由科学家在1971年首次制得,次氟酸的电子式为 。
(4)四氟肼(N2F4)用作高能燃料的氧化剂,1 ml N2F4分子中含有的共价键数目是 NA。N2F4气体可用Fe3+氧化二氟胺(HNF2)制得,写出该反应的离子方程式 。
(5)六氟化铀(UF6)是铀的稳定气态化合物,用作核燃料,由U3O8制取UF6的三步反应原理如下:
①U3O8+H2 →UO2+H2O (未配平) ②UO2+4HF=UF4+2H2O ③UF4+ F2 = UF6
则下列说法正确的是 。
A.反应①②③都是氧化还原反应
B.反应③中U元素被氧化
C.反应①中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
(6)六氟磷酸锂(LiPF6)是锂离子电池广泛使用的电解质。LiPF6与极少量水反应可生成POF3等三种含氟化合物,写出该反应的化学方程式: 。
18.(2020上·福建厦门·高三统考期末)硫及其化合物在工农业生产中有着重要作用.回答下列问题
(1)工业制硫酸,接触室中发生反应的化学方程式为 。下列可提高SO2平衡转化率的措施是 。(填标号)
A.降低温度 B.减小压强 C.延长反应时间 D.增大O2的投料
(2)工业上可用Fe2(SO4)3溶液吸收SO2,该过程的离子方程式为 。为实现吸收液的再生,可通入 。
(3)用如图装置脱除废烟气中的SO2和废水中的Cu2+,该方法总反应的化学方程式为 。含Cu2+的废水应置于 室(填“a”或“b”)。
19.(2015上·福建泉州·高三统考期末)在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:
CO2(g) + H2(g) CO(g) + H2O(g) 其平衡常数K和温度t的关系如下:
(1)K的表达式为: ;
(2)该反应的正反应为 反应(“吸热”或“放热”);
(3)下列选项中可作为该反应在850℃时已经达到化学平衡状态的标志的是:
A.容器中压强不再变化
B.混合气体中CO浓度不再变化
C.混合气体的密度不再变化
D.c(CO2) •c(H2)= c(CO)•c(H2O)
(4)当温度为850℃,在2L密闭容器中通入1.0 ml CO2和1.0 ml H2,则平衡后,CO2的转化率为 。
(5)当温度为850℃,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
此时上述的反应中正、逆反应速率的关系式是 (填代号)。
a.v(正)>v(逆) b.v(正)<v(逆) c.v(正)=v(逆) d.无法判断
20.(2015上·福建厦门·高三统考期末)制烧碱所用盐水需两次精制。第一次精制主要是用沉淀法除去粗盐水中Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-等离子,过程如下:
I.向粗盐水中加入过量BaCl2溶液,过滤;
II.向所得滤液中加入过量Na2C03溶液,过滤;
III.滤液用盐酸调节pH,获得一次精制盐水。
(1)过程I、II生成的部分沉淀及其溶解度(20°C/g)如下表:
①检测Fe3+是否除尽的方法是__________________________________________________________。
②过程I选用BaCl2而不选用CaCl2,运用表中数据解释原因______________________________。
③除去Mg2+的离子方程式是____________________________________________。
④检测Ca2+、Mg2+、Ba2+是否除尽时,只需检测__________________________(填离子符号)。
(2)第二次精制要除去微量的Iˉ、IO3ˉ、、Ca2+、Mg2+,流程示意如下:
①过程IV除去的离子是____________________________________。
②盐水b中含有SO42-。Na2S203将IO3ˉ还原为I2的离子方程式是 ______________________。
③过程VI中,在电解槽的阴极区生成NaOH,结合化学平衡原理解释:_______________________.
21.(2015上·福建龙岩·高三统考期末)许多尾气中含有NOx、SO2等造成空气污染的气体。根据要求回答下列问题:
(1)已知:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)。
①密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)变化曲线如图所示。
据此判断,升高温度,该反应的平衡常数 (选填“增大”、“减小”、“不变”)。
②NO对臭氧层破坏的主要过程为:
Ⅱ.NO+O3→NO2+O2Ⅲ.NO2+O→NO+O2
该过程中NO的作用为 。
(2)将CO2和H2合成二甲醚(cH3OCH3)已取得了较大的进展,其化学反应为:
2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)
①1 ml二甲醚气体完全燃烧生成两种气态氧化物,放出能量q kJ,请写出该反应的热化学方程式 ;
②二甲醚可以作为燃料电池的燃料,若用硫酸做电池中的电解质溶液,请写出该燃料电池工作时正极电极反应式 。
(3)室温条件下,用0.10 ml·L-1盐酸分别滴定20.00 mL浓度均为0.10 ml.L-1的NaOH溶液和氨水,下图是滴定其中一种溶液时,所得混合液的pH与加入盐酸体积的关系曲线图。
①该曲线表示滴定 (填“NaOH”或“氨水”)的过程;
②当向20.00 mLNaOH溶液中加入V mL盐酸时,所得混合溶液pH=12,则v= 。(保留2位小数)。
三、解答题
22.(2022上·福建三明·高三统考期末)某小组设计实验现象SO2水溶液中使品红褪色的主要微粒。
实验一:按下图装置组装好仪器,进行实验。观察到:装置III中溶液红色没有褪去,装置IV中溶液红色褪去。
(1)仪器A的名称是 。
(2)装置I中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置II中浓硫酸的作用是 。
(4)比较装置III、IV的现象,可得出的结论是 。
实验二:甲同学用试管和滴管进行如下系列实验:
(5)NaHSO3溶液显酸性的原因是 。
(6)设计实验d、e的目的是 。
(7)根据实验一、二可推知,SO2水溶液使品红褪色时起主要作用的微粒是 (填微粒符号)。
(8)乙同学认为仅向a实验后的无色溶液中滴入Ba(OH)2溶液,若出现白色沉淀,且溶液变红,即可证明起褪色作用的主要是何种微粒,你认为该方法是否正确并说明理由 。
23.(2023上·福建三明·高三统考期末)反应I:
反应II:
反应III:
回答下列问题:
(1) 。
已知(R,C为常数),反应I、II、III的平衡常数与温度T的变化关系如图甲所示,其中表示反应II的是曲线 (填标号)。
(2)不同压强下,将甲烷和水蒸气按照物质的量之比为的比例投料,测得平衡状态下某物质随温度的变化如图乙所示。图中纵坐标可以表示 (填“转化率”或“物质的量分数”),压强、、由大到小的顺序是 。
(3)用可以去除。体积分数和消耗率随时间变化关系如图所示。从时开始,体积分数显著降低,单位时间消耗率 (填“升高”“降低”或“不变”)。此时消耗率约为,大部分已失效,原因是 。
(4)一定条件下,向恒容容器中以物质的量之比为的比例投入甲烷和水蒸气,达到平衡时,甲烷和水蒸气的转化率分别是和,生成的CO和的物质的量之比为,则的物质的量分数 (),反应III以物质的量分数表示的平衡常数 。(可用分数表示)
24.(2022上·福建三明·高三统考期末)研究二氧化碳的回收利用是实现碳中和的途径之一。
(1)已知:i.
ⅱ.
iii.
则iv.= kJ∙ml-1。
(2)向容积均为2L的恒容密闭容器中分别通入和,在不同催化剂X、Y催化下,发生反应iv,测得时,转化率与温度的变化关系如图所示。
①该反应较适宜的催化剂是 (填“X”或“Y”)。
②温度为时,a点对应容器在内的平均反应速率 。
③b、c点对应状态下的正反应速率b c(填“>”、“<”或“=”)。
(3)对于反应:,,,其中、分别为正、逆反应速率常数,p为气体的分压(分压=总压×物质的量分数)。
①降低温度,将 (填“增大”、“减小”或“不变”);
②温度为T时,按照投料,转化率为50%时反应达到平衡,此时容器总压为。用气体分压表示的平衡常数 。
25.(2023上·福建龙岩·高三校联考期末)工业上常用和合成尿素,反应可分两步进行:
① kJ⋅ml
② kJ⋅ml
(1)以、为原料生产尿素的总反应热化学方程式为 。
(2)反应①为快反应,需在高压冷凝器中进行,采用高压冷凝的原因为 。
(3)一定温度下,将和按2∶1的物质的量之比充入一容积恒为10 L的密闭容器中发生总反应。20 min时达到平衡,各物质的浓度变化曲线如图所示。
①能说明体系达到平衡状态的是 (填字母)。
A.混合气体的平均相对分子质量不再变化 B.容器内固体质量不再变化
C.和的转化率相等 D.水蒸气的浓度不再变化
②25 min时再向容器中充入2 ml的和1.5 ml ,在45 min时重新达到平衡。45 min时的总转化率为 (精确至0.1%);再次平衡时总反应的平衡常数为 。
③请在图中画出25~50 min内的浓度变化曲线 。
(4)用尿素溶液吸收氮氧化物,可用于处理汽车尾气。NO和不同配比混合气通入尿素溶液中,总氮还原率与配比关系如下图。
①用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体。该反应的化学方程式 。
②随着NO和配比的提高,总氮还原率降低的主要原因是 。
26.(2023上·福建龙岩·高三校联考期末)处理含锌废渣在资源利用和环境保护方面具有重要意义。某含锌废渣主要化学组成及制备活性ZnO工艺流程如下:
已知:25°C,,。回答下列问题:
(1)为了提高含锌废渣的浸出率,可采用的方法有 (任写一种)。
(2)“氧化除杂”环节,控制溶液pH为5.2.“滤渣2”中含有、、 ;加入除去体系中的反应离子方程式为 。
(3)物质X为一种金属,其化学式为 。
(4)“制碱式盐”得到碱式碳酸锌,化学式为。生成碱式碳酸锌的离子方程式为 。
(5)“煅烧”过程中固体的质量变化如图所示。300℃时,剩余固体中已不含碳元素,此时剩余固体的成分及物质的量之比是 。
(6)用如下方法测定所得氧化锌的纯度(杂质不参与反应):取1.000 g活性氧化锌,用18.00 mL 1.000 ml⋅L硫酸溶液完全溶解,滴入2滴酚酞溶液。用浓度为0.5000ml⋅L的标准氢氧化钠溶液滴定剩余硫酸,到达终点时消耗氢氧化钠溶液24.00 mL。判断滴定终点的方法是 ;所得氧化锌的纯度为 。
27.(2023上·福建三明·高三统考期末)镓的化合物性质与铝相似。工业上常从锌矿渣(主要含Zn、Si、Pb、Fe、Ga的氧化物,其中Pb、Fe均以价形式存在,Ga以价形式存在)中回收镓。流程如下:
已知:①, ②部分物质的如表所示。
回答下列问题:
(1)已知浸出渣的主要成分是和一种盐,加入的“溶液X”是 (写化学式,下同),生成的该盐是 。加入的目的是 。
(2)室温下,当溶液中某种离子浓度小于时,认为该离子沉淀完全。若浸出液中阳离子浓度均为,则应调pH的范围为 。
(3)溶液蒸发浓缩时,停止加热的标志是 。
(4)试剂Y为 (填“溶液”或“氨水”),加入试剂Y时发生反应的离子方程式为 。
(5)取加热至不同温度,剩余固体的质量变化如图所示。分析数据,推断、时所得固体的化学式分别为 、 。
①
0.100
0.100
②
0.500
③
0.100
0.500
A.Na2CO3
B.KSCN
C.NH4NO3
D.KOH
A.0.2ml·L-1
B.0.12ml·L-1
C.0.10ml·L-1
D.0.08ml·L-1
t℃
700
800
850
1000
1200
K
2.6
1.7
1.0
0.9
0.6
CO2
H2
CO
H2O
2.0 ml
2.0 ml
0.5 ml
8.5 ml
CaS04
Mg2(OH) 2C03
CaC03
BaS04
BaC03
2.6x 1 0-2
2.5×10-4
7.8x 10-4
2.4x 10-4
1.7 x 1 0-3
实验编号
试管中的溶液
滴入溶液
实验现象
a
水溶液(pH=2)
各滴入1滴0.1%品红溶液
溶液变红逐渐变浅,约90%后完全褪色
b
2mL 0.1ml⋅L-1Na2SO3溶液(pH=10)
溶液变红后立即变浅,约15s后完全褪色
c
溶液(pH=10)
溶液变红后立即褪色
d
溶液(pH=10)
溶液变为红色
e
溶液(pH=2)
溶液变为红色
元素
Zn
Pb
Fe
Al
Cu
含量/%
39.81
12.81
6.66
0.84
0.42
物质
参考答案:
1.B
【详解】A.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;乙二醇与乙二酸不属于同系物,A错误;
B.与石墨均为碳元素形成的不同单质,互为同素异构体,B正确;
C.铜原子的价电子排布式为,C错误;
D.催化剂通过降低反应的活化能加快反应速率,其不变改变反应的焓变,D错误;
故选B。
2.A
【详解】A.在该反应中,I2变为NaI,I元素化合价降低,Na2S2O3变为Na2S4O6,S元素化合价升高,所以Na2S2O3是该反应的还原剂,A正确;
B.溶液中有单质碘,加入淀粉溶液呈蓝色,碘与Na2S2O3在溶液中发生氧化还原反应,当反应终点时,单质碘消失,溶液蓝色褪去,不需要加甲基橙作指示剂,用淀粉溶液作指示剂,B错误;
C.Na2S2O3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,应该使用碱式滴定管,C错误;
D.反应中每消耗2 ml Na2S2O3,反应过程在电子转移数为2 ml,D错误;
故合理选项是A。
3.C
【详解】A.由反应机理可得,V2O5是该反应的催化剂,反应速率与催化剂V2O5的质量有一定关系,但主要取决于催化剂V2O5的表面积,故A错误;
B.由反应机理可得,V2O5是该反应的催化剂,VO2是该反应的中间产物,V2O5一开始就有,到最后反应完还有,根据催化剂特点可知,V2O5是该反应的催化剂,故B错误;
C.△H=正反应的活化能-逆反应的活化能=-198kJ/ml,所以逆反应的活化能大于198kJ/ml,故C正确;
D.使用催化剂可以显著提高反应速率,增大SO2的浓度可以提高反应速率(不是显著提高),故D错误;
故选C。
4.D
【分析】由表中①③数据可知,n=1,由①②组数据可知,m=2,由①数据可知;
【详解】A.据数据分析知m=2,n=1,A正确;
B.当c(NO)=0.200ml·L-1,c(Cl2)=0.300ml·L-1,v(NO)=2v(Cl2)=2×8.0××0.300ml·L-1·s-1=0.192ml·L-1·s-1,B正确;
C.催化剂可降低反应的活化能,增大活化分子数目,增大反应速率,C正确;
D.升高温度,活化能不变,D错误;
答案选D。
5.A
【分析】实验①向银氨溶液中滴加1滴氢氧化钠溶液,Ag+与OH-反应生成沉淀,会促使平衡[Ag(NH3)2]+⇌Ag++2NH3正向移动,再滴加3滴乙醛静置3分钟后即可观察到光亮的银镜;实验②向银氨溶液中滴加几滴浓氨水,溶液中c(NH3)增大,促使平衡[Ag(NH3)2]+⇌Ag++2NH3逆向移动,再滴加3滴乙醛静置较长时间也没有光亮的银镜。通过对比可知在碱性相同的条件下,滴加相同体积的乙醛,实验①产生了银镜,可得到的结论是形成[Ag(NH3)2]+后Ag(I)氧化性降低。
【详解】A.实验①②在滴加乙醛前碱性相同,因此不能说明碱性条件有利于银氨溶液与乙醛的反应, 选项A不正确;
B.实验①向银氨溶液中滴加1滴氢氧化钠溶液,Ag+与OH-反应生成沉淀,会促使平衡[Ag(NH3)2]+⇌Ag++2NH3正向移动,溶液中c(NH3)增大,选项B正确;
C.形成[Ag(NH3)2]+后Ag(I)氧化性降低,实验表明,相同pH条件下,不同存在形式的Ag(I)的氧化性不一样,选项C正确;
D.实验①滴加1滴氢氧化钠促使平衡[Ag(NH3)2]+⇌Ag++2NH3正向移动,实验②滴加浓氨水促使平衡逆向移动,[Ag(NH3)2]+的浓度增大,滴加乙醛后长时间也不会观察到银镜,因此可知形成[Ag(NH3)2]+后Ag(I)氧化性降低,选项D正确;
答案选A。
6.C
【详解】A.甲为原电池,Zn失电子,得电子,向Cu电极方向移动,在Cu电极上得电子,生成氢气,附近溶液pH增大,A项错误;
B.电池充电时,电池的负极和电源的负极相连接,即铅与电源的负极连接,B项错误;
C.被保护的金属铁与电源相连,必须与电源负极相连,这种方法叫外加电流的阴极保护法,C项正确;
D.燃料电池通燃料的一极为负极,电极反应式为2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+,D项错误;
答案选C。
7.B
【分析】结合电极反应产物分析,PET( )在碱性条件下水解生成 和HOCH2CH2OH,HOCH2CH2OH在碱性条件下失去电子生成HCOO-,则石墨电极为阳极,不锈钢板为阴极,阴极氢离子得到电子生成氢气,多余的氢氧根离子经过阴离子交换膜进入左侧。
【详解】A.阴极反应为2H+-2e-=H2↑,转移1 ml电子产生0.5 ml ,A正确;
B.阴极生成氢氧根离子,氢氧根离子经过阴离子交换膜进入左侧,隔膜为阴离子交换膜,B错误;
C.结合分析,阳极反应:,C正确;
D. PET( )在碱性条件下水解生成 和HOCH2CH2OH,D正确;
故选B。
8.B
【分析】结合图示可知,有4个C形成2个共价键,E形成6个共价键,C与E位于同一主族,二者应该位于VIA族,故C为O,E为S;A形成4个共价键,D形成1个共价键,且A、B、C、D为同一短周期,元素则A为C,D为F;B形成2个单键同时得到1个电子使整个原子团带有1个单位负电荷,故B为N,以此分析解答;
【详解】A.空气中含量最高的是N,不是O,故A错误;
B.非金属性越强,简单气态氢化物稳定性越强,非金属性:F>O>S,简单氢化物的稳定性:HF>H2O>H2S,故B正确;
C. E的简单阴离子为S2-,与S2-在水溶液中相互促进水解不能大量共存,故C错误;
D.该化合物中C、N、O、F元素原子最外层均满足8电子稳定结构,S不满足,故D错误;
答案选B。
9.A
【详解】A.属于强酸弱碱盐,易水解,在空气中加热会生成、和H2O,反应方程式:,故A正确;
B.具有还原性,具有氧化性,发生氧化还原反应生成硫酸钠和氯化钠,离子方程式:,故B错误;
C.用惰性电极电解饱和溶液,阳极上氯离子失去电子生成氯气,阴极上水子得电子生成氢气,产生的氢氧根离子与镁离子生成氢氧化镁沉淀,离子方程程式:,故C错误;
D.中和热是指强酸强碱的稀溶液发生中和反应,生成1ml液态水所放出的热量为,选项中反应生成2ml液态水,放热为114.6kJ,故D错误;
答案选A。
10.C
【分析】由图可知,正极氧气发生还原反应结合二氧化碳生成碳酸根离子,负极氢气发生氧化反应后与碳酸氢根离子反应生成二氧化碳;
【详解】A.根据图示可知,短路膜内既有碳酸氢根离子,也有电子,故A正确;
B.正极氧气发生还原反应结合二氧化碳生成碳酸根离子,氧元素0价降为-2价,则1ml氧气反应需转移4ml电子,故B正确;
C.根据图示,负极反应为:,故C错误;
D.根据装置图可知,吸收含二氧化碳的空气,释放不含二氧化碳的空气,故D正确;
答案选C。
11.A
【详解】A.根据图示,该反应为放热反应,反应反应I放出的能量小于反应Ⅱ,所以反应焓变大小:反应I反应Ⅱ,故A正确;
B.能量越低越稳定,产物1的能量大于产物2,所以产物2稳定性大于产物1,故B错误;
C.改变催化剂,反应I、Ⅱ的反应热不发生改变,故C错误;
D.2-甲基丙烯与的加成反应产物中(CH3)3COH更稳定,故D错误;
选A。
12.D
【分析】硫酸根离子为强酸根离子,浓度不受pH影响,则含硫酸钠溶液的溶液中锶离子浓度不变,硫酸根离子浓度越大,则锶离子浓度越小,故①为含的0.1 ml⋅L溶液、②为含的1.0 ml⋅L溶液;碳酸根离子为弱酸根离子,pH减小则碳酸根离子浓度减小,锶离子浓度增大,pH值相同时,1.0 ml⋅L 溶液中碳酸根离子浓度更大,则相应锶离子浓度更小,故③为含的0.1 ml⋅L溶液、④为含的1.0 ml⋅L溶液;
由点(6.2,-5.5)可知,、
【详解】A.由图可知,当碱性较强时,可以转化为,A正确;
B.由分析可知,,则结合(6.9,a)可知,,a=-6.5,B正确;
C.由分析可知,曲线④表示含的1.0 ml⋅L 溶液的变化,C正确;
D.由图可知,对含且和初始浓度均为1.0 ml⋅L的混合溶液,时才发生沉淀转化,D错误;
故选D。
13. N≡N Fe + 4H+ + NO3- =Fe3++ NO↑+ 2H2O Fe2O3+2Al2Fe +Al2O3 2Al + 3H2O=Al2O3+6H++6e- 4FeO42-+ 10H2O=4Fe(OH)3↓+ 3O2↑+ 8OH- AD
【详解】已知X、Y是元素周期表前20号元素,且X的原子序数比Y大4,元素Z形成的金属单质在日常生活中应用最广泛,则Z是铁。
Ⅰ.若X是短周期最活泼的金属元素,则X是钠,因此Y是氮元素。
(1)氮气分子中存在三键,则氮气的结构式为N≡N。
(2)元素Y的最高价氧化物对应的水化物(稀溶液,过量)是硝酸,与铁反应生成硝酸铁、NO和水,反应的离子方程式为Fe + 4H+ + NO3- =Fe3++ NO↑+ 2H2O。
Ⅱ.若X的简单离子半径是第三周期元素简单离子半径最小的,则X是铝,所以Y是F。
(3)氧化铁和铝发生铝热反应的化学方程式为Fe2O3+2Al2Fe +Al2O3。
(4)电解池中阳极失去电子,铝与电源的正极相连,作阳极,因此阳极电极反应式为2Al + 3H2O=Al2O3+6H++6e-。
(5)化合物A是高铁酸钾,溶于水后后转化为红褐色沉淀,同时产生O2,红褐色沉淀是氢氧化铁,反应的离子方程式为4FeO42-+ 10H2O=4Fe(OH)3↓+ 3O2↑+ 8OH-。根据方程式可在反应后产生氢氧根离子,因此增大氢氧根离子的浓度可以提高A在水中的稳定性。碳酸钠和氢氧化钾溶于水均显解析,KSCN能与铁离子反应,硝酸铵溶于水显酸性,所以答案选AD。
14. Fe+2H+==Fe2++H2 2H+-2e-==H2 变大 Zn Zn-2e-==Zn2+ BAC
【详解】试题分析:(1)铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为:Fe+2H+==Fe2++H2;(2)B中铁做原电池的负极,锡做原电池的正极,氢离子在正极反应变成氢气,电极反应为:2H+-2e-==H2;所以溶液中pH变大;(3)C中锌做原电池的负极,被腐蚀,电极反应为Zn-2e-==Zn2+;在三个装置中铁在B中腐蚀最快,在C中腐蚀最慢,所以腐蚀的快慢顺序为:BAC。
考点:原电池的原理的应用。
15. 冰醋酸是纯醋酸,没有水,不能电离,所以无自由移动的离子 c bac 10-9ml/L B A
【详解】试题分析:(1)冰醋酸是纯醋酸,没有水,不能电离,所以无自由移动的离子。(2)加水越多,醋酸电离程度越大,所以电离度最大的为c。(3)溶液的导电能力越大,溶液中的离子浓度越大,所以溶液中的氢离子浓度的大小顺序为:bac。(4)因为在25℃时水的离子积常数为10-14,所以氢氧根离子浓度=10-14/10-5=10-9ml/L。(5)A、加热电离平衡正向移动,醋酸根浓度增大;B、加水电离程度增大,但醋酸根离子浓度减小;C、加入氢氧化钠固体,电离平衡正向移动,溶液中的醋酸根离子浓度增大;D、加入锌,锌和氢离子反应,是电离平衡正向移动,醋酸根离子浓度增大。所以选B。(6)A、加水稀释电离程度增大,所以氢离子与醋酸分子浓度比值变大;B、氢离子和氢氧根离子浓度的乘积是常数,不变;C、加水稀释,电离程度增大,所以比值减小;D、是醋酸的电离平衡常数,是定值,不变。所以选A。
考点:电离平衡移动。
16. 平衡 0.025ml·L-1·min-1 A、C 向正反应方向 不变 如图
【详解】试题分析:(1)4-5分钟时氨气的浓度不变,说明反应到达平衡。 氨气的反应速率=01/4=0.025ml·L-1·min-1(2)若氮气和氢气完全反应生成氨气的浓度为0.2ml/L,但由于是可逆反应,物质不可能完全转化,所以氨气的浓度不可能为0.2ml/L,原平衡时氨气的浓度为0.1ml/L,改变温度,平衡肯定移动,所以氨气的浓度不可能是0.1ml/L。所以选A、C。(3)其它条件不变,容器的体积缩小,是加压,平衡向正反应方向移动,由于温度不变,所以平衡常数不变。
(4)将容器的体积缩小到一半,则浓度都变成原来的2倍,平衡正向移动,氮气和氢气的浓度逐渐减小,氨气的浓度逐渐增大,所以得到图象
考点:化学平衡常数的应用,化学平衡移动。
17. 第2周期ⅦA族 SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+) 5 2HNF2 + 2Fe3+ = N2F4↑+ 2Fe2+ +2H+ B LiPF6+ H2O= POF3↑+ 2HF↑ + LiF
【详解】(1)氟是9号元素,核外9个电子,k、L层分别有2、7个电子,氟在元素周期表中的位置是第2周期ⅦA族。
(2)氢氟酸具有刻蚀玻璃的特性,与二氧化硅反应生成四氟化硅和水,该反应的化学方程式SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O。
已知25℃时,氢氟酸的电离平衡常数Ka=3.6×10-4,说明HF为弱酸,pH=12的NaOH溶液,c(NaOH)=0.01 ml·L-1,若将0.01 ml·L-1的HF溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,生成0.005ml·L-1NaF,F-离子水解生成HF和OH-,c(Na+)>c(F-),溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),则溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(F-)>c(OH-)>c(H+)。
(3)次氟酸(HOF)中心原子为O,分别与H和F各形成一个共价键,次氟酸的电子式为。
(4)四氟肼(N2F4)用作高能燃料的氧化剂,N2F4分子中有1个N-N,4个N-F,1 ml N2F4分子中含有的共价键数目是5NA。
N2F4气体可用Fe3+氧化二氟胺(HNF2)制得,生成Fe2+和H+,离子方程式:2HNF2 + 2Fe3+ = N2F4↑+ 2Fe2+ +2H+。
(5)A.反应①③都是氧化还原反应,②中元素化合价不变,故A错误;
B.反应③中U元素化合价由+4价升高为+6价,被氧化,故B正确;
C.反应①U3O8+2H2 →3UO2+2H2O 中U3O8是氧化剂,H2是还原剂的物质的量之比为1:2,故C错误;
故选B。
(6)LiPF6与极少量水反应可生成POF3、2HF、 LiF三种含氟化合物,该反应的化学方程式:LiPF6+ H2O= POF3↑+ 2HF↑ + LiF。
18. AD 空气或O2 a
【详解】(1)工业制备硫酸流程中,接触室中主要是SO2与O2反应生成SO3,其反应化学方程式为:;该反应为放热反应,降低温度、增加O2的投料可使反应正向移动,提高SO2的转化率,减小压强会使反应逆向移动,SO2的转化率将降低,延长反应时间对于平衡时SO2的转化率无影响,
故答案为:;AD;
(2)Fe3+具有氧化性,SO2具有还原性,Fe3+在反应过程中转化为Fe2+,SO2转化为,根据转移电子守恒、电荷守恒、原子守恒可配平该离子方程式为:;为实现吸收液再生,需将Fe2+氧化为Fe3+,因此可通入空气或O2进行氧化,
故答案为:;空气或O2;
(3)废水中铜元素为最高价,因此需将其转化为Cu进行除去,因此SO2发生氧化反应,其电解过程总反应为:;右侧通入废烟气,故Cu2+应置于a室,故答案为:;a。
19.(1)(2分)(2)放热;(2分)
(3)B、D;(选对一个得一分,选错一个不得分)(2分)
(4)50%(2分)(5)b(2分)
【详解】试题分析:(1)根据平衡常数等于生成物浓度幂之积除以反应物浓度幂之积书写:(2)从表中数据分析,升温,平衡常数减小,所以说明升温,平衡逆向移动,正反应为放热反应;
(3)因为反应体系前后气体体积不变,所以反应前后压强始终不变,所以不能说明反应到平衡状态;一氧化碳的浓度不变说明化学反应到平衡;混合气体的密度由于气体的总质量不变,容易的体积不变,所以密度始终不变,所以密度不变不能说明反应到平衡;根据c(CO2)•c(H2)=c(CO)•c(H2O)计算Q=1=K,说明反应到平衡。所以选BD;(4)CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)
起始物质的量浓度
改变物质的量浓度xxxx
平衡物质的量浓度0.5-x0.5-xxx
x2/(0.5-x)2=1解x=0.25,所以二氧化碳的转化率为0.25/0.5=50%。(5)代入浓度商公式 Q=(0.5/V)×(8.5/V)/(2.0/V)×(2.0/V)=17/16,Q>K,说明反应逆向移动,选b。
考点:化学平衡常数的应用,化学平衡移动。
20.(1)①取少量过程II的滤液放入试管中,向其中加入KSCN溶液,若溶液变红色,证明铁离子未除尽,反之则已除尽;
②BaS04的溶解度比BaC03的溶解度小,所以可将SO42-沉淀更完全;
③2Mg2++2CO32-+H2O=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑;
④Ba2+;
(2)①NH4+、I-;
②8IO3ˉ+ 5S2032-+2OH-=4I2+10SO42-+H2O;
③阴极是氢离子放电生成氢气,则阴极的氢氧根离子浓度增大,同时钠离子向阴极区移动,所以生成NaOH。
【详解】试题分析:(1)①利用铁离子的性质特征与KSCN溶液反应溶液变红色可检验铁离子是否除尽,具体操作是取少量过程II的滤液放入试管中,向其中加入KSCN溶液,若溶液变红色,证明铁离子未除尽,反之则已除尽;
②过程I的目的是除去硫酸根离子,根据表中数据可知,硫酸钡比硫酸钙更难溶,所以加氯化钡溶液可使硫酸根离子沉淀完全;
③加入碳酸钠溶液可除去钙离子和镁离子,根据表中的数据,镁离子与碳酸根离子发生双水解反应生成碱碳酸镁沉淀和二氧化碳气体,离子方程式是2Mg2++2CO32-+H2O=Mg2(OH)2CO3↓+CO2↑;
④在BaCO3、CaCO3、Mg2(OH)2CO3等沉淀中,BaCO3的溶解度相对最大,若Ba2+沉淀完全,则说明Mg2+ 和Ca2+也沉淀完全,所以只需检测Ba2+是否沉淀完全即可;
(2)①根据流程图可知,过程IV中加次氯酸钠,目的是氧化铵根离子和碘离子,铵根离子易氮气形成放出,碘单质在下步操作中除去,所以除去的离子是NH4+、I-;
②碱性条件下,Na2S203将IO3ˉ还原为I2,自身被氧化为硫酸根离子,同时反应中有氢氧根离子参加,所以反应的离子方程式是8IO3ˉ+ 5S2032-+2OH-=4I2+10SO42-+H2O;
③电解氯化钠溶液时,阴极是氢离子放电生成氢气,则阴极的氢氧根离子浓度增大,同时钠离子向阴极区移动,所以生成NaOH。
考点:考查离子的检验,离子方程式的书写,对流程的分析,电解反应原理的应用
21.(12分)
(1)①减小(2分) ②作催化剂或催化作用(2分)
(2)①CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-q kJ.ml-1(3分)
②O2+4e-+4H+=2H2O(2分)
(3)①氨水(1分) ②16.36mL(2分)
【详解】试题分析:(1)T1时先达平衡,所以T1>T2,而温度升高,二氧化碳的浓度减小,说明升高温度,平衡逆向移动,所以该反应是放热反应,升高温度,平衡常数减小;根据NO参与的反应判断,消耗后又生成NO,所以NO在该过程中其催化剂作用;
(2)①甲醚完全燃烧生成的气态氧化物是二氧化碳和水蒸气,所以1ml甲醚燃烧生成二氧化碳和水蒸气的热化学方程式是CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H=-q kJ.ml-1;
②燃料电池中都是燃料发生氧化反应,所以氧气在正极发生还原反应,电解质溶液为酸性时,氧气得到电子与氢离子结合为水,电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O;
(3)①若为滴定氢氧化钠溶液,当盐酸的体积为20mL时,二者恰好完全反应,溶液为中性,而图中盐酸的体积为20mL时,溶液为酸性,所以滴定的是氨水;
②当向20.00 mLNaOH溶液中加入V mL盐酸时,所得混合溶液pH=12,溶液为碱性,氢氧根离子的浓度是0.01ml/L,说明盐酸不足,则(0.1ml/L×20.00-0.1ml/L×VmL)/(20.00+V)mL=0.01ml/L,则V=16.36mL。
考点:考查对图象的分析判断,电化学反应原理的应用,热化学方程式的书写,pH的应用
22.(1)圆底烧瓶
(2)Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O
(3)吸收SO2中的水蒸气
(4)使品红褪色的主要微粒不是SO2分子,而是SO2与H2O反应生成的某些微粒
(5)液中存在:和的两个平衡,电离程度大于水解程度
(6)证明实验条件下H+、OH-对品红褪色不产生干扰
(7)
(8)否,溶液中H2SO3、、均可与Ba(OH)2反应,无法得知是何种微粒起主要作用
【分析】在I中70%浓硫酸与Na2SO3发生反应产生Na2SO4、SO2、H2O,在II中浓硫酸对SO2气体进入干燥,然后将气体分别通入0.1%品红乙醇溶液和水溶液中,看到0.1%品红乙醇溶液不褪色,而0.1%品红水溶液褪色,说明SO2不具有漂白性,SO2与H2O反应产生的物质微粒具有漂白性,通过对比实验探究漂白原因,最后将SO2气体通入NaOH溶液中吸收,然后排放,防止造成大气污染。
【详解】(1)根据图示仪器A结构可知该名称为圆底烧瓶;
(2)在装置I中70%浓硫酸与Na2SO3加热发生反应产生Na2SO4、SO2、H2O,反应方程式为:Na2SO3+H2SO4(浓)Na2SO4+SO2↑+H2O;
(3)装置II中浓硫酸的作用是吸收SO2中的水蒸气(或干燥SO2);
(4)将干燥的SO2气体分别通入装置III中0.1%品红乙醇溶液中,看到溶液红色没有褪去,而通入装置IV中0.1%品红水溶液中,看到溶液红色褪去,说明SO2气体不具有漂白性,而SO2与H2O反应生成的某些微粒;
(5)NaHSO3是强碱弱酸的酸式盐,在溶液中同时存在电离平衡:和水解平衡:。电离产生H+使溶液显酸性,水解产生OH-使溶液显碱性,由于其电离程度大于水解程度,溶液中c(H+)>c(OH-),因此溶液显酸性;
(6)2 mLpH=10的NaOH溶液和2 mL pH=2的H2SO4溶液中都分别滴入1滴0.1%品红溶液,溶液都显红色,说明在该实验条件下H+、OH-对品红褪色不产生干扰;
(7)实验a中溶液红色变浅时间比较长,而实验b中溶液红色变浅比较快,SO2溶于水反应产生弱酸H2SO3,H2SO3电离程度十分微弱,溶液中c()很小,而Na2SO3电离产生,尽管会发生水解反应,但主要以存在,溶液中c()较大,因此根据溶液褪色时间长短及微粒浓度大小关系可证明使品红溶液褪色的微粒主要是;
(8)向SO2的水溶液中滴入Ba(OH)2溶液时,由于SO2与水反应产生H2SO3,H2SO3是二元弱酸,主要以酸分子存在,同时存在电离平衡,电离分步进行,溶液中存在的微粒H2SO3、、均可与Ba(OH)2反应,因此无法得知是何种微粒起主要作用,故该方案不合理。
23.(1) b
(2) 转化率
(3) 降低 ,生成的覆盖在的表面,减小了与的接触面积,导致吸收效率降低甚至失效
(4)
【详解】(1)根据盖斯定律,反应III=反应II-反应I,所以;因为,结合图像可知,斜率为,从变化趋势看,曲线a斜率为正,对应为负,代表反应III;曲线b和c斜率为负,且曲线c更陡,则曲线b代表反应II,曲线c代表反应I;
(2)反应I、II为吸热反应,反应III为放热反应,则升高温度,二氧化碳的物质的量分数不一定增大,但反应I、II中的甲烷均为反应物,升高温度,反应I、II向正向移动,甲烷的平衡转化率一定增大,则纵坐标可以表示CH4转化率,投料比一定、温度一定的条件下,增大压强,不利于反应I、II正向进行所以平衡态的CH4转化率会降低,则可知图中压强关系为: P3 > P2> P1;
(3)根据图像可知,从t1时刻开始氧化钙消耗曲线斜率明显减小,故单位时间内氧化钙消耗速率降低,由于,生成碳酸钙覆盖在氧化钙固体表面,减小与二氧化碳接触面积,导致吸收率降低甚至失效;
(4)设甲烷物质的量为1ml,水蒸气物质的量则为3ml,达到平衡时,甲烷和水蒸气的转化率分别是和,根据碳元素守恒,平衡时甲烷物质的量:0.2ml;设得到CO物质的量为x,CO2物质的量为y,x+y=0.8ml;同理根据氧元素守恒,x+2y=1.2ml,联立方程组可解得x=0.4ml,y=0.4ml;根据氢元素守恒,平衡时水蒸气物质的量为1.8ml,含H原子物质的量3.6ml,甲烷中H原子物质的量0.8ml,氢气中H原子物质的量5.6ml,即氢气物质的量为2.8ml;综上,可得平衡时氢气物质的量分数;同理可得CO2物质的量分数,CO物质的量分数,水蒸气物质的量分数,则平衡常数。
24.(1)—49
(2) X 0.12 >
(3) 增大
【详解】(1)由盖斯定律可知,反应ⅱ—i+ iii得到反应iv,则△H=△H2—△H1+△H3=(—242kJ/ml)—(—283 kJ/ml)+(—90kJ/ml)=—49kJ/ml,故答案为:—49;
(2)①由图可知,相同温度时,使用催化剂X时,二氧化碳的转化率高于催化剂Y,则催化剂X的活性强于催化剂Y,则该反应较适宜的催化剂是X,故答案为:X;
②由图可知,温度为时,a点对应容器Y中二氧化碳的转化率为40%,则由方程式可知,在内氢气的平均反应速率为=0.12,故答案为:0.12;
③反应温度越高,反应速率越快,由图可知,b点反应温度高于c点,则b、c点对应状态下的正反应速率b点大于c点,故答案为:>;
(3)①反应达到平衡时,正逆反应速率相等,则=,==Kp,该反应为放热反应,降低温度,平衡向正反应方向移动,Kp增大,则增大,故答案为:增大;
②②温度为T时,设起始二氧化碳、氢气的物质的量分别为1ml、3ml,由二氧化碳转化率为50%时反应达到平衡可知,平衡时二氧化碳、氢气、甲醇和水蒸气的物质的量分别为1ml—1ml×50%=0.5ml、3ml—1ml×50%×3=1.5ml、1ml×50%=0.5ml和1ml×50%=0.5ml,则用气体分压表示的平衡常数=,故答案为:。
25.(1)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H1=-87.0kJ/ml
(2)该反应正向放热,气体分子数减小,高压低温有利于平衡右移,提高原料利用率
(3) ABD 66.7% 50
(4) CO(NH2)2+NO(g)+NO2=2N2(g)+CO2(g)+2H2O 相对于NO2,NO难溶于水,难与尿素接触反应,未参与反应的NO增多,导致总还原率降低
【详解】(1)以氨气和二氧化碳制备尿素的化学方程式为:2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O ③,反应③=反应①+反应②,反应③的反应热为:,故热化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g) △H1=-87.0kJ/ml;
(2)反应①为放热反应,且正向气体分子数减小,故采用高压冷凝的原因为:该反应正向放热,气体分子数减小,高压低温有利于平衡右移,提高原料利用率;
(3)①一定温度下,将和按2∶1的物质的量之比充入一容积恒为10 L的密闭容器中发生总反应:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g):
A.该反应正向气体分子数减少,当混合气体的物质的量变时达到平衡,混合气体的平均相对分子质量不再变化,A正确;
B.根据总反应,容器内固体质量不再变化时,可以判断达到平衡,B正确;
C.和按2∶1的物质的量之比投料,为总反应的系数比,两者的转化率始终相等,不能判断达平衡状态,C错误;
D.水蒸气的浓度不再变化时,可以判断达到平衡状态,D正确;
故选ABD;
②由图可列出三段式:,该反应在同一温度下进行,20min与45min达平衡时的平衡常数相同,故;25 min时再向容器中充入2 ml的和1.5 ml ,瞬时浓度为:,此时,平衡正向移动,在45 min时重新达到平衡,向逆反应方向一边倒后氨气和二氧化碳的起始浓度为0.8ml/L和0.45ml/L,两者达到的平衡为等效平衡,设45min达到平衡时CO2的转化浓度为xml/L,可列出三段式:,,x=0.3,CO2的总的转化率为;
③根据分析,25min时NH3的瞬时浓度为0.4ml/L,45min达到平衡时NH3的浓度为0.2ml/L,故25~50 min内的浓度变化曲线为:;
(4)①用尿素水溶液吸收体积比为1∶1的NO和混合气,可将N元素转变为对环境无害的气体N2,该反应的化学方程式CO(NH2)2+NO(g)+NO2=2N2(g)+CO2(g)+2H2O;
②随着NO和配比的提高,总氮还原率降低的主要原因是:相对于NO2,NO难溶于水,难与尿素接触反应,未参与反应的NO增多,导致总还原率降低。
26.(1)多次浸取;适当增大稀硫酸浓度;充分搅拌;适当升高温度;粉碎
(2) Al(OH)3 3Fe2++MnO+8H2O=MnO(OH)2↓+3Fe(OH)3↓+5H+
(3)Zn
(4)5Zn2++10HCO=Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O↓+8CO2↑
(5)n[Zn(OH)2]∶n(ZnO)=1∶4
(6) 加入最后一滴氢氧化钠溶液,溶液颜色由无色变为浅红色且半分钟内不变色 97.2%
【分析】含锌废渣用硫酸酸浸后,废渣中的Pb元素转化为PbSO4沉淀过滤后存在于滤渣1中,滤渣中含有Zn2+、Fe2+、Al3+、Cu2+,“氧化除杂”环节,Fe2+和反应生成沉淀除去,加入KHCO3控制溶液pH为5.2,使Al3+转化为Al(OH)3除去, “滤渣2”中含有、、Al(OH)3,再向滤液中加入金属Zn置换出Cu过滤除去,得到的滤渣中含有Zn2+,加入碳酸氢铵将Zn2+转化为,煅烧后得到ZnO。
【详解】(1)为了提高含锌废渣的浸出率,可采用的方法有:多次浸取;适当增大稀硫酸浓度;充分搅拌;适当升高温度;粉碎。
(2)“氧化除杂”环节,“滤渣2”中含有、,说明Fe2+和反应生成和,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:3Fe2++MnO+8H2O=MnO(OH)2↓+3Fe(OH)3↓+5H+;加入KHCO3控制溶液pH为5.2,使Al3+转化为Al(OH)3除去,“滤渣2”中除了、还有Al(OH)3。
(3)由分析可知,金属X是Zn。
(4)“制碱式盐”得到碱式碳酸锌,化学式为,说明Zn2+和HCO反应生成,离子方程式为:5Zn2++10HCO=Zn5(CO3)2(OH)6·2H2O↓+8CO2↑。
(5)300℃时,剩余固体中已不含碳元素,则温度高于300℃时,固体失去H2O,由图中数据可知,失去n(H2O)= ,温度达到500℃时,此时固体为ZnO,物质的量n(ZnO)= ,则300℃时,混合固体中n(Zn):n(H):n(O)=5:2:6,而在温度为300℃时,固体为Zn(OH)2和ZnO的混合物,则n[Zn(OH)2]∶n(ZnO)=1∶4。
(6)依据滴定原理可知,用酚酞为指示剂,用氢氧化钠滴定,则滴定终点时溶液颜色由无色变为浅红色,且半分钟不变色即为滴定终点;根据H++OH-=H2O可知,硫酸反应后剩余氢离子物质的量为0.500ml/L×0.0240L=0.012ml,则与ZnO反应的氢离子物质的量为=0.0180L×1.000ml/L×2-0.012ml=0.024ml,由ZnO+2H+=Zn2++H2O可知,ZnO的质量为0.024ml××81g/ml=0.972g,则样品纯度为=97.2%。
27.(1) 将氧化成
(2)5.48~6.6(或)
(3)溶液表面出现晶膜(或有少量的晶体析出)
(4) 溶液 (或)
(5)
【分析】某锌矿渣主要含Zn、Si、Pb、Fe、Ga的氧化物,加入硫酸,经过滤,得到浸出渣为SiO2、PbSO4,浸出液含有Zn、Fe、Ga的离子,加入过氧化氢,可氧化亚铁离子生成铁离子,调节溶液pH生成Fe(OH)3、Ga(OH)3沉淀,滤液含有硫酸锌,经蒸发浓缩、冷却结晶可得到硫酸锌晶体,滤渣2含有Fe(OH)3、Ga(OH)3,加入过量的氢氧化钠,可生成NaGaO2溶液,过滤得到有Fe(OH)3,电解NaGaO2溶液,可制备Ga,以此解答该题。
【详解】(1)“溶液X”是,浸出时,二氧化硅与稀硫酸不反应,Pb的氧化物与稀硫酸反应生成不溶于水的硫酸铅,因此浸出渣的主要成分是:。加入过氧化氢是为了将氧化成,离子方程式为:。
(2)根据流程图中物质转化关系可知,调pH的目的是使铁离子、三价镓离子沉淀完全而锌离子不沉淀,从而与锌离子分离,氢氧化铁和氢氧化镓属于同种类型沉淀,由其溶度积可知,当三价镓离子完全沉淀时,铁离子已经完全沉淀,三价镓离子完全沉淀时,则室温下,pH=-lg()≈5.48,锌离子开始沉淀时,,pH=-lg()≈6.6,则应调节pH的范围为5.48~6.6。
(3)溶液蒸发浓缩时,停止加热的标志是:溶液表面出现晶膜(或有少量的晶体析出)。然后冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。
(4)由流程图可知,溶于X而氢氧化铁不溶,根据题目信息:镓的化合物的化学性质与铝相似,因此可与强碱氢氧化钠溶液反应,但氢氧化铁不反应,试剂X为氢氧化钠溶液,发生反应的离子方程式为:。
(5)的物质的量为0.1ml,由锌原子守恒可知,若得到,质量为17.90g;若得到ZnSO4,质量为16.10g;若得到ZnO,质量为8.10g。因此100℃、930℃时所得固体的化学式分别为:、ZnO。
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