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1、福建省福州市八县一中2019-2020学年高二化学上学期期末联考试题(含解析)相对原子质量:N14 O16 Na23 S32 Ba137一、选择题:(共22小题,每小题2分,共44分。每小题只有一个选项符合题意)1.化学知识在生产和生活中有着重要的应用。下列说法中错误的是( )A. 明矾常作为净水剂,双氧水通常可用于作杀菌消毒B. 误食重金属盐引起的人体中毒,可以喝大量的浓盐水解毒C. 金属钠、镁等活泼金属着火时,不能使用泡沫灭火器来灭火D. 进行胃镜透视时,不能用碳酸钡代替硫酸钡作为钡餐【答案】B【解析】【详解】A明矾水解生成胶体,双氧水具有强氧化性,则明矾常作为净水剂,双氧水通常可用于作杀
2、菌消毒,故A正确;B. 浓盐水不能缓解重金属盐引起的人体中毒,应服用牛奶、豆浆等解毒,故B错误;C金属钠、镁等活泼金属着火时,过氧化钠与二氧化碳反应生成氧气,Mg与二氧化碳反应生成MgO和C,则不能使用泡沫灭火器来灭火,故C正确;D. 进行胃镜透视时,碳酸钡能与胃酸反应,生成的氯化钡是重金属盐,有毒,不能用碳酸钡代替硫酸钡作为钡餐,故D正确;故选B。2.橡皮筋在拉伸和收缩状态时结构如图,在其拉伸过程中有放热现象。25、101kPa时,下列过程的焓变、熵变和自发性与橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致的是( )A. CaCO3=CaO+CO2B. NaOH的溶解C. 2H2+O2=2H2OD. Ba(
3、OH)28H2O+2NH4Cl=BaCl2+2NH3+10H2O【答案】D【解析】【分析】橡皮筋在拉伸过程中有放热现象,则橡皮筋从拉伸状态到收缩状态一致为吸热反应,混乱度增加,即熵增过程,且在25,101KPa时自发进行,据此分析。【详解】A.碳酸钙分解为吸热反应,熵变大于0,但碳酸钙在25,101KPa下不会自发分解,故A错误;B.NaOH的溶解放热,且混乱度增加,熵增,故B错误;C.氢气在氧气中燃烧放热,且熵减,故不符合题意,故C错误;D.该反应为吸热反应,且熵变大于0,在25,101KPa时能自发发生,符合题意,故D正确。故选D。3.物质的量浓度相同的下列溶液,由水电离出的c(H+)浓度
4、最小的是( )A. NaHCO3B. Na2SO4C. NaHSO4D. NH3H2O【答案】C【解析】【分析】根据酸对水的电离起抑制作用,能水解的盐对水的电离起到促进作用,不水解的盐对水的电离无影响,水的电离程度越大,电离出的氢离子或是氢氧根离子浓度越大【详解】NaHSO4是强电解质,能完全电离出氢离子,显示强酸性,对水的电离抑制程度最大,故由水电离出的氢离子浓度最小;NH3H2O是弱碱,对水的电离抑制程度较小;硫酸钠不水解,对水的电离程度无影响;NaHCO3是能水解的盐,对水的电离起到促进的作用;故选C。4.下列方程式书写正确的是( )A. NaHCO3在水溶液中的电离方程式:NaHCO3
5、=NaH+CO32-B. H2SO3的电离方程式:H2SO32HSO32-C. PO43-的水解方程式:PO43-H2OHPO42-OH-D. CaCO3沉淀溶解平衡方程式:CaCO3(s)=Ca2(aq)CO32-(aq)【答案】C【解析】【详解】A.碳酸是弱酸, NaHCO3在水溶液中的电离方程式:NaHCO3=NaHCO3-,故A错误;B. 亚硫酸是二元弱酸,分步电离,H2SO3的电离方程式:H2SO3HHSO3-,故B错误;C.多元弱酸根分步水解, PO43-的水解方程式:PO43-H2OHPO42-OH-,故C正确;D. 沉淀溶解平衡是可逆反应,CaCO3沉淀溶解平衡方程式:CaCO
6、3(s)Ca2(aq)CO32-(aq),故D错误;故选C。5.下列说法或表示方法正确的是( )A. 若将等量的硫蒸气和硫固体分别完全燃烧,后者放出热量多B. 由“C(石墨)=C(金刚石) H= +1.9kJmol-1”可知,金刚石比石墨稳定C. 在101kPa时,2g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H= +285.8kJmol-1D. 在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) H= -57.3kJmol-1,若将含1mol CH3COOH与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量小于57.
7、3kJ【答案】D【解析】【详解】A、硫蒸汽放出热量会变为硫固体,说明硫蒸汽所含能量比硫固体多,故硫蒸汽和硫固体完全燃烧,硫蒸汽放出的热量较多,A错误;B、根据热化学方程式可知,该反应是吸热反应,说明金刚石的能量多,则石墨更稳定,B错误;C、氢气燃烧是放热反应,H小于0,C错误;D、CH3COOH是弱电解质,其电离方向是吸热的过程,故1mol CH3COOH与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量小于57.3kJ,D正确;故选D。【点睛】注意弱电解质的电离和盐类的水解都是吸热反应。6.根据下列实验不能证明一元酸HR为弱酸的是( )A. 室温下,NaR溶液的pH大于7B. HR溶液加入少量Na
8、R固体,溶解后溶液的pH变大C. HR溶液的导电性比盐酸弱D. 0.01molL-1的HR溶液pH=2.8【答案】C【解析】【详解】A. 室温下,NaR溶液的pH大于7,说明NaR是强碱弱酸盐,故A不选;B. HR溶液加入少量NaR固体,溶解后溶液的pH变大,说明R-是弱酸根离子,抑制HR的电离,故B不选;C. 没有指明浓度是否相同,HR溶液的导电性比盐酸弱,不能说明HR是弱酸,故C选;D. 0.01molL-1的HR溶液pH=2.82,说明HR没有完全电离,故D不选;故选C。7.下列金属防护的方法中,应用了牺牲阳极的阴极保护法的是A. 钢铁船身嵌入锌B. 钢闸门与直流电源负极相连C. 健身器
9、材刷油漆D. 车圈、车铃钢上镀铬【答案】A【解析】【详解】A. 钢铁船身嵌入锌,形成原电池,锌作负极被氧化,铁受保护,应用了牺牲阳极的阴极保护法,故A符合; B. 钢闸门与直流电源负极相连,应用了外加电流的阴极保护法,故B不符合;C. 健身器材刷油漆,应用了在金属表面覆盖保护层的保护法,故C不符合; D. 车圈、车铃钢上镀铬,应用了在金属表面覆盖保护层的保护法,故D不符合。故答案选A。8.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( )A. pH=11的氨水稀释10倍后溶液pH10B. 将饱和氯化铁溶液滴入沸水,溶液变成红褐色C. 对于CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)的平衡体系,增
10、大压强可使颜色变深D. 水垢中含有CaSO4,可先用Na2CO3溶液浸泡处理,而后用盐酸去除【答案】C【解析】【分析】勒夏特列原理为:如果改变影响平衡的条件之一,平衡将向着能够减弱这种改变的方向移动,使用勒夏特列原理时,该反应必须是可逆反应,否则勒夏特列原理不适用。【详解】A一水合氨为弱碱,一水合氨存在电离平衡,稀释后一水合氨的电离程度增大,则稀释10倍后溶液的pH10,能用平衡移动原理解释,故A不选;B. 铁离子水解是吸热反应,将饱和氯化铁溶液滴入沸水,促进水解反应正向进行,溶液变成红褐色,能用平衡移动原理解释,故B不选;C. 对于CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g)的平衡体系,
11、反应前后气体的物质的量不变,加压平衡不移动,增大压强可使颜色变深,是物理变化,不能用平衡移动原理解释,故C选;DCaCO3更难溶,处理锅炉水垢中的CaSO4时,加入饱和Na2CO3溶液,能将CaSO4转化为CaCO3,后加盐酸,水垢溶解,从而除去水垢,能用勒夏特列原理解释,故D不选;故选:C。【点睛】本题考查化学平衡原理的应用,明确勒夏特里原理概念是解本题关键,侧重考查学生对概念的理解和运用,只有可逆反应、条件改变引起平衡移动的才能用勒夏特里原理解释。9.某密闭容器中发生反应:X(g)3Y(g)2Z(g) H B. C. D. 【答案】B【解析】【分析】酸溶液和碱溶液抑制了水的电离,酸溶液中的
12、氢离子、碱溶液中的氢氧根离子浓度越大,水的电离程度越小;能够水解的盐溶液促进了水的电离,水解程度越大,水的电离程度越大。【详解】NH4Cl溶液中Cl对NH4水解无影响,NH4Al(SO4)2溶液中Al3抑制NH4的水解,CH3COONH4溶液中CH3COO促进NH4的水解,氨水中只电离出少量的NH4,故c(NH4)由大到小的排列顺序为,故选B。15.下列各可逆反应达平衡后,改变反应条件,其变化趋势正确的是( )A. CH3COOHCH3COO-+H+B. FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KClC. N2(g)+3H2(g)2NH3(g)D. CH3OCH3(g)+3H2O(g)6H2
13、(g)+2CO2(g) H0【答案】D【解析】【详解】A加醋酸钠,醋酸电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小,pH增大,与图象不符,故A错误;BKCl对平衡移动无影响,则铁离子浓度不变,与图象不符,故B错误;C温度、压强不变时,加Ar,体积增大,相当于压强减小,平衡逆向移动,则氢气的转化率减小,与图象不符,故C错误;D. CH3OCH3(g)+3H2O(g)6H2(g)+2CO2(g) H0,升高温度平衡正向移动,CH3OCH3的转化率提高,故D正确;故选D。16.硼化钒(VB2)-空气电池是目前储电能力最高的电池,电池示意图如图所示,该电池工作时反应为:4VB2+11O24B2O3+2V2O5下列
14、说法正确的是( )A. 电极a为电池负极B. 图中选择性透过膜只能让阳离子选择性透过C. 电子由VB2极经KOH溶液流向a电极D. VB2极发生的电极反应为:2VB2+22OH-22e-V2O5+2B2O3+11H2O【答案】D【解析】【详解】A、硼化钒-空气燃料电池中,VB2在负极失电子,氧气在正极上得电子,所以a为正极,故A错误;B、氧气在正极上得电子生成OH-,OH-通过选择性透过膜向负极移动,故B错误;C、“电子不下水”,电子只在导线中移动,不能在溶液中移动,故C错误;D、负极上是VB2失电子发生氧化反应,则VB2极发生的电极反应为:2VB2+22OH-22e-=V2O5+2B2O3+
15、11H2O,故D正确;故选D。【点晴】本题考查原电池的工作原理,本题注意把握电极反应式的书写,正确判断离子的定向移动。硼化钒-空气燃料电池中,VB2在负极失电子,氧气在正极上得电子,电池总反应为:4VB2+11O24B2O3+2V2O5;氧气在正极得电子生成氢氧根离子,溶液中阴离子向负极移动。17.利用CO和H2在催化剂的作用下合成甲醇,发生的反应如下:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)在体积一定的密闭容器中按物质的量之比1:2充入CO和H2,测得平衡混合物中CH3OH的体积分数在不同压强下随温度的变化如图所示。下列说法正确的是A. 该反应的H0,且p1p2B. 反应速率:逆(状态A)
16、逆(状态B)C. 在C点时,CO转化率为75%D. 在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数不同【答案】C【解析】【详解】A由图可知,升高温度,CH3OH的体积分数减小,平衡逆向移动,则该反应的H0,300时,增大压强,平衡正向移动,CH3OH的体积分数增大,所以p1p2,故A错误;BB点对应的温度和压强均大于A点,温度升高、增大压强均使该反应的化学反应速率加快,因此逆(状态A)逆(状态B),故B错误;C设向密闭容器充入了1molCO和2molH2,CO的转化率为x,则CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)起始 1 2 0变化 x 2x x结束 1-x
17、 2-2x x在C点时,CH3OH的体积分数=0.5,解得x=0.75,故C正确;D由等效平衡可知,在恒温恒压条件下向密闭容器中充入不同量的CH3OH,达平衡时CH3OH的体积分数都相同,故D错误;故选C。18.某温度时,AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)在水中的溶解平衡曲线如图。下列说法正确的是( )A. 加入AgNO3可以使溶液由c点变到d点B. 加入NaCl固体则AgCl的溶解度减小,Ksp也减小C. 蒸发溶液可以实现b点到a点的转化D. 图中d点对应的是过饱和溶液【答案】D【解析】【详解】A加入 AgNO3,c(Ag)增大,AgCl(s)Ag(aq)+Cl(aq)平衡逆向移动
18、,c(Cl)减小,而图中c 点变到 d 点时c(Cl)不变,故A错误;BKsp与温度有关,加NaCl时溶解平衡逆向移动,则AgCl 的溶解度减小,Ksp 不变,故B错误;C蒸发时银离子和氯离子的浓度均变大,故C错误;Dd 点时Qc(AgCl)Ksp(AgCl),则d 点有 AgCl 沉淀生成,故D正确;故选D。19.根据下表提供的数据,判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是化学式电离常数HClOK3108H2CO3K14.3107K25.61011A. c(HCO3 )c(ClO )c(OH )B. c(ClO )c(HCO3 )c(H)C. c(HClO)
19、c(ClO )c(HCO3 )c(H2CO3)D. c(Na)c(H)c(HCO3 )c(ClO )c(OH )【答案】A【解析】【详解】A、从表达数据可以知道,酸性:H2CO3HClOHCO3-,那么等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,ClO的水解程度比HCO3-大,ClO和HCO3-水解使得溶液显碱性,故c(HCO3-)c(ClO)c(OH),选项A正确;B、根据选项A的分析可知,c(HCO3-)c(ClO),选项B错误;C、根据物料守恒有c(HClO)c(ClO)c(HCO3-)c(H2CO3)+ c(CO32-),选项C错误;D、根据电荷守恒有c(Na)c(H)c(HCO3-)
20、c(ClO)c(OH) + 2c(CO32-),选项D错误。答案选A。20.常温下,等体积酸和碱的溶液混和后,溶液pH7的是( )A. pH之和为14的硝酸和氢氧化钾溶液B. pH=5的盐酸和pH=9的氨水溶液C. 物质的量浓度相等的醋酸和苛性钠溶液D. pH之和为13的硫酸和氢氧化钡溶液【答案】D【解析】【分析】常温下,酸溶液中氢离子浓度为:c(H)=10-pHmolL-1,碱溶液中氢氧根离子浓度为:c(OH)=10pH-14 molL-1。【详解】A. 由于硝酸和氢氧化钾都是强电解质,pH之和为14的硝酸和氢氧化钾溶液中氢离子与氢氧根离子浓度相等,混合液为中性,pH=7,故A不符;B. 氨
21、水为弱碱,盐酸的pH=5,氨水的pH=9,则c(OH)=109-14 molL-1=10-5molL-1,氨水的浓度远远大于10-5molL-1,氨水远远过量,溶液显示碱性,溶液的pH7,故B不符;C. 物质的量浓度相等的醋酸和苛性钠溶液,反应后溶液中溶质为醋酸钠,是强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,故C不符;D. 硫酸和氢氧化钡为强电解质,设硫酸溶液的pH=a,pH之和为13的硫酸和氢氧化钡溶液,则氢氧化钡溶液的pH=13-a,溶液中氢氧根离子浓度为:c(OH)=10pH-14 molL-1=1013-a-14molL-1=10-a-1molL-1= 10-amolL-1,氢氧根离子浓度小于氢离
22、子浓度,混合液中氢离子过量,溶液显示酸性,溶液的pH7,故D符合;故选D。【点睛】本题考查了溶液酸碱性与溶液pH的计算、弱电解质的电离,注意掌握溶液pH的计算方法,明确溶液酸碱性的定性判断方法、弱电解质的电离情况为解答本题的关键,易错点B,氨水的pH=9,则c(OH)=109-14 molL-1=10-5molL-1,氨水的浓度远远大于10-5molL-121.常温下,用0.1000molL1盐酸滴定20.00mL未知浓度一元弱碱MOH溶液,滴定曲线如图所示。下列有关说法错误的是( )A. 该一元碱溶液浓度为0.1000molL-1B. a、b、c点水的电离程度逐渐增大C. b点:c(M+)c
23、(Cl-)D. 常温下,MOH的电离常数Kb110-5【答案】B【解析】【详解】A根据图象知,当盐酸体积为20mL时二者恰好反应生成盐,则二者的物质的量相等,二者的体积相等,则其浓度相等,所以一元碱溶液浓度为0.100 0 molL-1,故A正确;B. a点有碱溶液、c点酸过量,水的电离均受到抑制,b是强酸弱碱盐,水解时促进水电离,水的电离程度逐渐增大,故B错误;Cb点溶液呈中性,则c(H)=c(OH),根据电荷守恒得c(M)+c(H)=c(OH)+c(Cl),所以得c(M)=c(Cl),故C正确;D根据图象知,0.1000molL1MOH溶液中pH=11,则c(OH)=0.001molL1,
24、常温下,MOH的电离常数Kb=110-5,故D正确;故选B。【点睛】本题考查了酸碱混合溶液定性判断,明确图象中各个点含义是解本题关键,结合电荷守恒来分析解答,注意溶液的导电能力与离子浓度的关系22.下列实验操作不能达到实验目的是( )实验操作实验目的A向2支盛有2mL5%H2O2的试管中分别滴加1mL同浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液探究不同催化剂的催化效率B取2mL1.0mol/LAgNO3溶液,先滴5滴1.0mol/LNaCl溶液,再滴5滴1.0mol/LNaI溶液,看到白色沉淀变黄色验证AgCl和AgI的Ksp大小C混合前分别用冲洗干净的温度计测量50mL0.50mol/LHCl溶液
25、与50mL0.55mol/LNaOH溶液的温度测定中和反应反应热D等浓度等体积的盐酸与醋酸分别与镁条反应比较酸溶液中的c(H+)的大小A. AB. BC. CD. D【答案】B【解析】【详解】A浓度相同,只有催化剂一个变量,则可探究催化剂对反应速率的影响,故A能达到;B硝酸银过量,均为沉淀的生成,不发生沉淀的转化,则不能比较Ksp,故B不能达到;C混合前分别用冲洗干净的温度计测量50mL0.50molL1HCl溶液与50mL0.55molL1NaOH溶液的温度,求出开始的温度,故C能达到;D等浓度等体积的盐酸与醋酸分别与镁条反应,浓度相等,由反应速率快慢,比较酸溶液中的c(H+)的大小,故D能
26、达到;故选B。二、填空题23.25时,电离常数:化学式CH3COOHH2CO3HA电离常数1.8105K1:4.3107K2:5.610114.91010请回答下列问题:(1)物质的量浓度为0.1molL-1的下列四种物质:aNa2CO3 bNaA cCH3COONa dNaHCO3pH由大到小的顺序是_(填标号)。(2)25时,0.5molL-1的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H)约是由水电离出的c(H)的_倍。(3)写出向NaA溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:_。(4)将0.10molNH4Cl和0.04molNaOH溶于水,配制成0.5L混合溶液。其中有两种粒子的物质的量之和一定等于0
27、.10mol,它们是_和_。溶液中c(NH4+)+c(H+)-c(OH-)=_molL-1。(5)若25时BaSO4的溶解度为2.3310-4g,则其Ksp=_。(6)25时,将pH=11的NaOH溶液与pH=2的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=3,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。【答案】 (1). abdc (2). 9108 (3). A-CO2H2O=HCO3-HA (4). NH4+ (5). NH3H2O (6). 0.12 (7). 110-10 (8). 9:2【解析】【分析】(1)这几种物质都是钠盐,弱酸根离子水解程度越大,钠盐溶液的pH值越大;(2)根据
28、醋酸的电离平衡常数和水的离子积计算;(3)电离平衡常数:H2CO3HAHCO3,电离平衡常数越大酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,则向NaA溶液中通入少量二氧化碳,二者反应生成碳酸氢钠和HA;(4)任何电解质溶液中都存在物料守恒,根据物料守恒判断;(5)依据溶解度计算出硫酸钡的物质的量,然后计算钡离子和硫酸根的浓度,然后依据公式计算即可;(6)该温度下水的离子积为110-14,据此计算出pH=11、pH=2、pH=3的溶液中氢氧根离子、氢离子浓度,然后列式计算即可。【详解】(1)这几种物质都是钠盐,弱酸根离子水解程度越大,钠盐溶液的pH值越大,电离平衡常数:CH3COOHH2CO3HAHC
29、O3,酸性:CH3COOHH2CO3HAHCO3,水解程度:CH3COOHCO3ACO32,则这几种溶液的pH:abdc;故答案为:abdc;(2)25时,在0.5 molL-1的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H)= molL1=310-3molL1,水电离出的c(H)= molL1,则25时,在0.5 molL-1的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H)约是由水电离出的c(H)倍数= =9108,故答案为:9108;(3)电离平衡常数:H2CO3HAHCO3,电离平衡常数越大酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,则向NaA溶液中通入少量二氧化碳,二者反应生成碳酸氢钠和HA;离子方程式为A+CO2+H
30、2O=HA+HCO3,故答案为:A+CO2+H2O=HA+HCO3;(4)根据物料守恒:N原子存在于两种NH4+ 和 NH3H2O微粒中,两种粒子的物质的量之和一定等于0.10mol;故答案为:NH4+ 和 NH3H2O;根据电荷守恒:溶液中c(NH4+)+c(H+)-c(OH-)=c(Cl-)-c(Na+)=(0.2-0.08)molL-1=0.12molL-1。故答案为:0.12;(5)硫酸钡的相对分子质量为:233,故硫酸钡的物质的量为:2.3310-4g233gmol1=1.010-6mol,c(SO42)=c(Ba2)=c(BaSO4)=1.010-6mol0.1L=1.010-5m
31、olL1,故BaSO4的Ksp=1.010-5molL11.010-5molL1=1.010-10mol2L2,故答案为:1.010-10;(6)该温度下水的离子积为Kw=110-14,将pH=11的苛性钠中氢氧根离子浓度为:c(OH)=molL1=0.001molL1,pH=2的稀硫酸中氢离子浓度为0.01molL1,pH=3的溶液中氢离子浓度为0.001molL1,则混合液中满足:0.01molL1V20.001molL1V1=0.001molL1(V1+V2),整理可得:V1:V2=9:2,故答案为:9:2。24.2018年,美国退出了巴黎协定实行再工业化战略,而中国却加大了环保力度,生
32、动诠释了我国负责任的大国形象。近年我国大力加强温室气体CO2催化氢化合成甲醇技术的工业化量产研究,实现可持续发展。(1)已知:CO2(g)+H2(g)H2O(g) +CO(g) H1 =+41.1kJ/mol-1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H2=90.0kJ/mol-1写出CO2催化氢化合成甲醇的热化学方程式:_。(2)为提高CH3OH转化率,理论上应采用的条件是_(填字母)。A.高温高压 B.低温低压 C.高温低压 D.低温高压(3)250、在恒容密闭容器中由CO2(g)催化氢化合成CH3OH(g),如图为不同投料比时某反应物X平衡转化率变化曲线。反应物X是_(填“CO2”或“
33、H2”),理由是_。(4)250、在体积为2.0L的恒容密闭容器中加入6molH2、2molCO2和催化剂,10min时反应达到平衡,测得n(CH3OH)=1.5mol。前10min的平均反应速率v(H2)_molL1min 1。化学平衡常数K=_。催化剂和反应条件与反应物转化率和产物的选择性高度相关。控制相同投料比和相同反应时间,四组实验数据如下:实验编号温度(K)催化剂CO2转化率(%)甲醇选择性(%)A543Cu/ZnO纳米棒12.342.3B543Cu/ZnO纳米片11.972.7C553Cu/ZnO纳米棒15.339.1D553Cu/ZnO纳米片12.070.6根据上表所给数据,用C
34、O2生产甲醇的最优选项为_(填字母)。【答案】 (1). 3H2(g)+CO2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) H=48.9kJ/mol (2). D (3). CO2 (4). 增大,相当于c(CO2)不变时,增大c(H2)平衡正向移动,使CO2的转化率增大,而H2转化率降低 (5). 0.225 (6). 5.33(或16/3) (7). B【解析】【分析】(1)根据已知反应,利用盖斯定律来分析,将+可得,CO2催化氢化合成甲醇的化学方程式,并据此计算焓变;(2)有利于提高CH3OH平衡转化率,需要使平衡向着正向移动,根据平衡移动原理分析;(3)根据同一反应,增加其中一种反应物的浓度
35、,能提高另一种反应物的转化率,结合图示横坐标表示,进行分析解答;横坐标表示,假设C(CO2)不变时,增大C(H2),结合图象分析即可;(4)利用三段式计算平衡时各组分物质的量、各组分物质的量变化量,根据v=ct计算v(H2);化学平衡常数为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比;分别对比AB、CD实验,Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率增加,甲醇选择性高,对比BD实验,温度升高,CO2转化率升高,而甲醇的选择性却降低。【详解】(1)CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)H1=+41.1 kJmol1CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)H2=-90.0 kJmol1利用盖斯定律可知
36、,将+可得:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)则H=(+41.1kJmol1)+(-90kJmol1)=-48.9KJmol1;(2)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H=-48.9KJmol1,是气体计量数减小的反应,正反应为放热反应,提高CH3OH平衡转化率,平衡需正向移动。A高压平衡向气体计量数减小的正反应方向移动,正反应为放热反应,高温平衡向吸热的逆反应方向移动,故A错误;B正反应为放热反应,低温平衡向放热的正反应方向移动,低压向气体计量数增大的逆反应方向移动,故B错误;C低压向气体计量数增大的逆反应方向移动,高温平衡向吸热的逆反应方向移动
37、,故C错误;D低温平衡向放热的正反应方向移动,高压平衡向气体计量数减小的正反应方向移动,故D正确;故答案为:D;(3)同一反应,增加其中一种反应物的浓度,能提高另一种反应物的转化率,图示,横坐标增大,相当于C(CO2)不变时,增大C(H2),平衡正向移动,使二氧化碳的转化率增大,而氢气的转化率降低,所以X为CO2,故答案为:CO2;恒容密闭容器中,其他条件相同时,增大,相当于C(CO2)不变时,增大C(H2),平衡正向移动,使二氧化碳转化率增大,而氢气的转化率降低;(4)列出三段式: 前10 min的平均反应速率v(H2)= =0.225molL-1min-1;故答案为:0.225;化学平衡常
38、数K= = 5.33;故答案为:5.33;分别对比AB、CD实验,在同样温度下,Cu/ZnO纳米片催化剂使反应速率增加,甲醇选择性高,所以选择BD进行比较,同样催化剂条件下,温度升高,CO2转化率升高,而甲醇的选择性却降低,所以用CO2生产甲醇的最优选项为B,故答案为:B。【点睛】本题考查化学平衡及其相关计算,明确化学平衡及其影响为解答关键,(3)为难点,试题有利于提高学生的分析能力及综合应用能力。25.为了比较Fe、Co、Cu三种金属的活动性,某实验小组设计如下甲、乙、丙三个实验装置。丙装置中X、Y均为石墨电极。反应一段时间后,可观察到甲装置中Co电极附近产生气泡,丙装置中X极附近溶液变红。
39、(1)甲池Fe电极反应式为_。(2)由现象可知三种金属的活动性由强到弱的顺序是_(填元素符号)。(3)写出丙装置发生反应的离子方程式_。(4)当丙装置阴极产生112mL(标准状况)的气体时,乙中右池减少的离子有_mol。【答案】 (1). Fe-2e-=Fe2+ (2). FeCoCu (3). 2Cl-2H2O2OH-H2Cl2 (4). 0.01【解析】【分析】甲池是原电池,Co电极附近产生气泡,可判断Fe为负极;乙池也是原电池,用于电解饱和食盐水,X极附近溶液变红,说明X电极是阴极,即乙池Co电极为负极,据此判断Fe、Co、Cu三种金属的活动性;电解饱和食盐水生成NaOH、H2、Cl2,
40、据此写出反应的离子方程式;(4)乙中右池减少的离子有铜离子和硫酸根离子。【详解】(1)甲池是原电池,Co电极附近产生气泡,即Co电极有H2生成,说明Fe比Co活泼,Fe失去电子生成Fe2,电极反应式为Fe-2e=Fe2;(2)乙池也是原电池,电解饱和食盐水,X极附近溶液变红,说明X电极是阴极,即乙池Co电极为负极,说明Co比Cu活泼,所以三种金属的活动性由强到弱的顺序是 FeCoCu;(3)电解饱和食盐水生成NaOH、H2、Cl2,所以反应的离子方程式为2Cl-2H2O2OH-H2Cl2;(4)关系式为2HH22eCu2,电路中转移电子n(Cu2)=n(H2)=11210-3L22.4Lmol
41、1=0.005mol,而阴离子交换膜只允许SO42通过,并且通过交换膜的SO42数目与铜离子数目相同,乙中右池减少的离子有0.01mol。【点睛】本题考查原电池原理和电解池的原理及其相关计算,理解并熟练运用电解原理是解题的关键,注意电解池中阳极材料是活泼电极的特殊性,易错点(4)乙中右池减少的离子有铜离子和硫酸根离子,不能只想到一种离子减少。26.某化学实验小组探究市售食用白醋中醋酸的的准确浓度,取20.00mL某品牌食用白醋于锥形瓶中,滴入几滴酚酞指示剂,用浓度为a mol/L的标准NaOH溶液对其进行滴定。(1)如图表示50mL滴定管中液面的位置,若A与C刻度间相差lmL,A处的刻度为25
42、,滴定管中液面读数应为_mL。(2)为了减小实验误差,该同学一共进行了三次实验,假设每次所取白醋体积均为VmL,NaOH标准液浓度为amo1/L,三次实验结果记录如下:实验次数第一次第二次第三次消耗NaOH溶液体积/mL27.0225.3625.30从上表可以看出,第一次实验中记录消耗NaOH溶液的体积明显多于后两次,其原因可能是_。A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡B.盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水润洗过,未用标准液润洗C.第一次滴定用的锥形瓶未润洗D.滴定结束时,俯视读数(3)根据所给数据,计算该白醋中醋酸的物质的量浓度为(含a的表达式):c_mo1/L。【答案】 (1). 25
43、.40 (2). AB (3). 1.2665a【解析】【分析】(1)A与C刻度间相差1ml,说明每两个小格之间是0.1mL,A处的刻度为25,据此确定B的刻度,注意滴定管的上面数值小,下面数值大;(2)根据所用过程判断不当操作对相关物理量的影响;(3)根据化学方程式CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O计算醋酸的浓度【详解】(1)A与C刻度间相差1mL,说明每两个小格之间是0.10mL,A处的刻度为25,A和B之间是四个小格,所以相差0.40mL,则B是25.40mL;(2)A.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡,气泡的体积被当成了消耗NaOH溶液的体积,导致NaOH溶液体积偏大,故A符合;B.盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水润洗过,未用标准液润洗,标准液被稀释,浓度偏小,导致NaOH溶液体积偏大,故B符合;C.第一次滴定用的锥形瓶未润洗,对实验结果没有影响,故C不符合;D.滴定结束时,俯视读数,读取滴定终点时NaOH溶液的体积,液面偏高,读数偏小,导致NaOH溶液体积偏小,故D不符;故选AB。(3)第一次数据相差较大,舍去,其余两次使用氢氧化钠溶液的平均体积= =25.33mL, CH3COOH+NaOHCH3COONa+H2O 1 1c(CH3COOH)VmL amolL125.33mL解得:c(CH3COOH)=a
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