2024年高中化学新教材同步讲义 选择性必修第一册 模块综合试卷(一)(含解析)_第1页
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模块综合试卷(一)(满分:100分)一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)1.下列关于热化学方程式的叙述正确的是()A.已知C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石比石墨稳定B.已知2H2(g)+O2(g)=C.S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1;S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2,则ΔH1<ΔH2D.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ·mol-1,若将0.5mol·L-1的稀H2SO4与1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,放出的热量等于57.3kJ答案C解析C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,则金刚石的能量大,稳定性小于石墨,故A错误;H2O(g)→H2O(l)放热,所以1molH2完全燃烧生成液态水时放热大于241.8kJ,即H2的燃烧热大于241.8kJ·mol-1,故B错误;S(s)→S(g)吸热,等量的S(s)和S(g)完全燃烧,S(g)放热多,由于放热ΔH为负,所以ΔH1<ΔH2,故C正确;酸碱溶液体积未知,所以放出的热量不确定,故D错误。2.下列实验事实不能证明醋酸是弱电解质的是()A.相同pH的醋酸溶液和盐酸分别与同样颗粒大小的锌反应时,产生H2的起始速率相等B.常温下,测得0.1mol·L-1醋酸溶液的pH=4C.常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1000倍,测得pH<4D.在相同条件下,醋酸溶液的导电性比盐酸的弱答案A解析强、弱电解质的本质区别是看能否完全电离;若完全电离则为强电解质;若部分电离则为弱电解质。选项内容指向·联系分析结论ApH相同,说明两溶液中的c(H+)相同,与同样的锌粒反应时产生H2的起始速率相同,无法证明醋酸是否完全电离不能证明B若为强酸,常温下0.1mol·L-1的一元酸,pH=1;而醋酸溶液的pH=4,证明醋酸未完全电离,是弱电解质能证明C若为强酸,常温下pH=1的一元酸稀释1000倍后,溶液的pH=4;而pH=1的醋酸溶液稀释1000倍后pH<4,证明醋酸在稀释过程中可以继续电离,溶液中存在醋酸分子,醋酸未完全电离能证明D相同条件下,CH3COOH溶液的导电性比盐酸弱,证明其溶液中离子浓度小,即醋酸未完全电离能证明3.反应H2(g)+I2(g)2HI(g)的逆反应速率随时间变化的曲线如图所示,t1时刻反应达到平衡,维持其他条件不变,t1时刻只改变一种条件,该条件可能是()①增大H2浓度 ②缩小容器体积③恒容时充入氩气 ④使用催化剂A.①②B.③④C.②④D.①④答案C解析反应H2(g)+I2(g)2HI(g)是一个反应前后气体分子数不变的可逆反应。由图可知,t1时刻反应达到平衡,维持其他条件不变,t1时刻只改变一种条件,逆反应速率增大后不再改变,说明化学平衡不移动,则改变条件后正反应速率和逆反应速率相等,该条件可能是加入催化剂或增大压强,C正确。4.下列说法正确的是()A.洗涤油污常用热的碳酸钠溶液B.用加热的方法可以除去KCl溶液中的Fe3+C.配制FeSO4溶液时,将FeSO4固体溶于稀盐酸中,然后稀释至所需浓度D.将AlCl3溶液和Na2SO3溶液分别加热蒸干、灼烧后,所得固体为Al2O3和Na2SO3答案A解析碳酸钠溶液显碱性,加热可以促进碳酸根离子的水解,使溶液碱性增强,A正确;加热会促进Fe3+的水解,生成氢氧化铁沉淀,但是还要经过滤才能得到氯化钾溶液,B错误;配制FeSO4溶液时,将FeSO4固体溶于稀盐酸中会引入杂质氯离子,C错误;Na2SO3溶液加热蒸干、灼烧时,要考虑空气中的氧气将其氧化,所以最终得到Na2SO4固体,D错误。5.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是()A.c水(H+)=1×10-12mol·L-1的溶液:Al3+、Fe3+、Cl-、SOeq\o\al(2-,4)B.eq\f(Kw,cH+)=1×10-13mol·L-1的溶液:NHeq\o\al(+,4)、Ca2+、Cl-、NOeq\o\al(-,3)C.澄清透明的无色溶液:K+、NHeq\o\al(+,4)、MnOeq\o\al(-,4)、HCOeq\o\al(-,3)D.和Al反应放出H2的溶液:Mg2+、Cu2+、NOeq\o\al(-,3)、SOeq\o\al(2-,4)答案B解析水的电离被抑制,溶液呈酸性或碱性,碱性条件下,Al3+、Fe3+生成沉淀,故A错误;c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,这几种离子之间不反应且和氢离子不反应,所以能大量共存,故B正确;无色溶液中不含有色离子,MnOeq\o\al(-,4)呈紫色,故C错误;能和Al反应放出H2的溶液为弱氧化性酸或强碱溶液,强酸性条件下硝酸和Al反应生成氮氧化物而不是氢气,强碱性条件下,Mg2+、Cu2+生成氢氧化物沉淀而不能大量共存,故D错误。下列叙述正确的是()A.该弱酸在滴定前的浓度是0.15mol·L-1B.该弱酸稀释10倍后pH为4C.为求滴定终点,最合适的指示剂是酚酞D.为求滴定终点,最合适的指示剂是甲基橙答案C解析由图可知开始时,弱酸的pH=3,用NaOH滴定该弱酸溶液达到终点时pH范围在7~11,变色范围最合适的指示剂是酚酞,消耗NaOH的体积是20mL,该弱酸滴定前的浓度是eq\f(20mL×0.50mol·L-1,100mL)=0.10mol·L-1,故A、D错误,C正确;滴定前该弱酸的pH=3,弱酸在稀释过程中会继续电离,该弱酸稀释10倍后,pH小于4,故B错误。7.下列叙述正确的是()A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度B.25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液的pH=7C.25℃时,0.1mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱D.0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)答案C解析稀醋酸中加入少量醋酸钠,使溶液中的c(CH3COO-)增大,抑制醋酸的电离,A项错误;二者完全反应生成NH4NO3,NHeq\o\al(+,4)发生水解,溶液呈酸性,pH<7,B项错误;H2S部分电离,而Na2S完全电离,在等浓度的两种溶液中,Na2S溶液中的离子浓度较大,溶液的导电能力强,C项正确;0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,达到沉淀溶解平衡,因为AgCl的溶解度大于AgI,溶液中c(Cl-)>c(I-),D项错误。8.氮及其化合物的转化过程如图所示,其中图2为反应①过程中能量变化的曲线图。下列分析合理的是()A.图2中c曲线是加入催化剂a时的能量变化曲线B.反应①的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ·mol-1C.在反应②中,若有1.25mol电子发生转移,则参加反应的NH3的体积为5.6LD.催化剂a、b能提高反应①、②的化学反应速率和平衡转化率答案B解析A项,催化剂的反应机理是降低活化能,所以d曲线是加入催化剂的能量变化曲线;C项,不知是否在标准状况下,气体体积不能准确计算;D项,催化剂能提高反应速率,但不能影响平衡转化率。9.已知反应:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)。在一定压强下,按ω=eq\f(nCl2,nCH2=CHCH3)向密闭容器中充入氯气与丙烯。图甲表示平衡时,丙烯的体积分数(φ)与温度(T)、ω的关系,图乙表示反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系。则下列说法正确的是()A.图甲中ω1>1B.若在恒容绝热装置中进行上述反应,达到平衡时,装置内的气体压强将不变C.温度T1、ω=2,Cl2的转化率约为33.3%D.图乙中,曲线A表示正反应的平衡常数答案C解析ω增大,可认为CH2=CHCH3不变,增加Cl2的量,平衡向右移动,CH2=CHCH3的转化率增大,则φ减小,由上述分析可知:ω2>ω1,则ω1<1;该反应在反应前后气体分子数不变,根据图甲升高温度丙烯的体积分数增大,即升高温度平衡逆向移动,正反应放热,在恒容绝热装置中进行题述反应,体系内温度升高,达到平衡时,装置内的气体压强将增大;由图乙可知,T1时平衡常数为1,设起始时CH2=CHCH3和Cl2的物质的量分别为amol和2amol,达到平衡时转化的Cl2的物质的量为xmol,根据三段式进行计算:CH2=CHCH3(g)+Cl2(g)CH2=CHCH2Cl(g)+HCl(g)起始/mola2a00转化/molxxxx平衡/mola-x2a-xxx则eq\f(\f(x,V)2,\f(a-x,V)×\f(2a-x,V))=1,解得x=eq\f(2,3)a,则Cl2的转化率为eq\f(\f(2,3)a,2a)×100%≈33.3%;正反应是放热反应,故温度升高,正反应的平衡常数减小,故图乙中,曲线A表示逆反应的平衡常数。10.下列说法不正确的是()A.Mg(OH)2固体在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),该固体可溶于NH4Cl溶液B.向ZnS沉淀上滴加CuSO4溶液,沉淀变为黑色,可推知同温下Ksp(ZnS)<Ksp(CuS)C.向AgCl悬浊液中滴加Na2S溶液,白色沉淀变成黑色,反应的离子方程式为2AgCl(s)+S2-(aq)Ag2S(s)+2Cl-(aq)D.向2mL浓度均为1.2mol·L-1的KCl、KI混合溶液中滴加1~2滴0.01mol·L-1的AgNO3溶液,振荡沉淀呈黄色,说明Ksp(AgCl)>Ksp(AgI)答案B11.下图是利用原电池原理提取碘的两个实验装置,下列说法正确的是()A.两个装置中,石墨Ⅰ和石墨Ⅱ均作负极B.碘元素在装置①中被还原,在装置②中被氧化C.装置①中MnO2的电极反应式为MnO2+2H2O+2e-=Mn2++4OH-D.装置①、②中反应分别生成等量的I2时,导线上通过的电子数之比为1∶5答案D解析①中石墨Ⅰ区的NaI生成I2是失电子的过程,故石墨Ⅰ作负极,②中石墨Ⅱ区的NaIO3生成I2是得电子的过程,故石墨Ⅱ作正极,故A错误;①中碘元素的化合价升高,被氧化,②中碘元素的化合价降低,被还原,故B错误;MnO2在酸性溶液中,不可能生成OH-,故C错误;反应①中碘元素的变化关系式为2I-~I2~2e-,②中碘元素的变化关系式为2IOeq\o\al(-,3)~I2~10e-,则反应①、②中生成等量的I2时导线上通过的电子数之比为1∶5,故D正确。12.用如图所示装置处理含NOeq\o\al(-,3)的酸性工业废水,某电极反应式为2NOeq\o\al(-,3)+12H++10e-=N2↑+6H2O,则下列说法错误的是()A.电源正极为A,电解过程中有气体放出B.电解时H+从质子交换膜左侧向右侧移动C.电解过程中,右侧电解液pH保持不变D.电解池一侧生成5.6gN2,另一侧溶液质量减少18g答案C解析A项,根据题意,与B极相连的电极反应式为2NOeq\o\al(-,3)+12H++10e-=N2↑+6H2O,作电解池的阴极,故B为负极,则A为正极,溶液中的OH-放电生成O2,正确;B项,电解时,左侧阳极室OH-发生反应,剩余H+,故H+从质子交换膜左侧向右侧移动,正确;D项,电解池一侧生成5.6gN2,转移的电子的物质的量为2mol,故另一侧发生反应的水的物质的量为1mol,溶液质量减少18g,正确。13.(2022·北京,13)利用下图装置进行铁上电镀铜的实验探究。装置示意图序号电解质溶液实验现象①0.1mol·L-1CuSO4+少量H2SO4阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验电解液中有Fe2+②0.1mol·L-1CuSO4+过量氨水阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体。经检验电解液中无Fe元素下列说法不正确的是()A.①中气体减少,推测是由于溶液中c(H+)减少,且Cu覆盖铁电极,阻碍H+与铁接触B.①中检测到Fe2+,推测可能发生反应:Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++CuC.随阴极析出Cu,推测②中溶液c(Cu2+)减少,Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡逆移D.②中Cu2+生成[Cu(NH3)4]2+,使得c(Cu2+)比①中溶液的小,Cu缓慢析出,镀层更致密答案C解析由实验现象可知,实验①中,铁作电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,一段时间后,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜;实验②中,铜离子与过量氨水反应生成四氨合铜离子,四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,在铁表面得到比实验①更致密的镀层。由分析可知,实验①中,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应,当溶液中氢离子浓度减小,放电生成的铜覆盖在铁电极上,阻碍氢离子与铁接触,导致产生的气体减少,故A正确;由分析可知,实验①中,铁作电镀池的阴极,铁会先与溶液中的氢离子、铜离子反应生成亚铁离子、氢气和铜,可能发生的反应为Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe+Cu2+=Fe2++Cu,故B正确;由分析可知,四氨合铜离子在阴极得到电子缓慢发生还原反应生成铜,随阴极析出铜,四氨合铜离子浓度减小,Cu2++4NH3[Cu(NH3)4]2+平衡向正反应方向移动,故C错误。14.在容积一定的密闭容器中,置入一定量的NO(g)和足量C(s),发生反应:C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g),平衡状态时NO(g)的物质的量浓度c(NO)与温度T的关系如图所示。则下列说法正确的是()A.该反应的ΔH>0B.若该反应在T1、T2℃时的平衡常数分别为K1、K2,则K1<K2C.在T2℃时,若反应体系处于状态D,则此时一定有v正<v逆D.在T3℃时,若混合气体的密度不再变化,则可以判断反应达到平衡状态答案D解析由图像可知,T1<T2,升高温度c(NO)增大,平衡左移(吸热方向),所以ΔH<0,且K1>K2,A、B项不正确;T2℃时D点表示c(NO)>c(NO)平衡,因此由D点→B点需降低c(NO),即平衡向右移动,所以D点对应体系中v正>v逆,C项不正确;由于C为固体,故容积不变时,反应后气体质量增大,混合气体的密度增大,当密度不再变化时,可以判断反应达到平衡状态,D项正确。15.常温下,将HCl气体通入1L浓度均为0.1mol·L-1的NaA和NaB的混合溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列叙述不正确的是()A.Ka(HB)的数量级为10-9B.酸性的强弱顺序为HCl>HA>HBC.当通入0.1molHCl气体时c(B-)>c(A-)D.当混合溶液呈中性时:c(Na+)=c(Cl-)+c(A-)+c(B-)答案C解析根据图像可知,当lgeq\f(cHB,cB-)=3时,pH=6,此时,c(H+)=10-6mol·L-1,eq\f(cHB,cB-)=103,Ka(HB)=eq\f(cH+·cB-,cHB)=10-6×10-3=10-9,A正确;pH一定时,lg

eq\f(cHB,cB-)>lg

eq\f(cHA,cA-),则有eq\f(cHB,cB-)>eq\f(cHA,cA-),eq\f(cB-,cHB)<eq\f(cA-,cHA),式子两边都乘以c(H+),可得eq\f(cH+·cB-,cHB)<eq\f(cH+·cA-,cHA),即Ka(HB)<Ka(HA),所以酸性:HA>HB,向NaA和NaB的混合溶液中通入HCl后,溶液中存在HA、HB,则说明HCl的酸性强于HA和HB,所以酸性强弱顺序为HCl>HA>HB,B正确;原溶液中NaA和NaB均为0.1mol,根据强酸制弱酸原理,通入0.1molHCl,H+先与B-反应,反应后溶液中溶质为0.1molNaA、0.1molNaCl、0.1molHB,NaA完全电离,微弱水解,=c(Cl-)+c(A-)+c(B-)+c(OH-),当溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),所以有c(Na+)=c(Cl-)+c(A-)+c(B-),D正确。二、非选择题(本题包括4小题,共55分)16.(14分)(1)在微生物作用的条件下,NHeq\o\al(+,4)经过两步反应被氧化成NOeq\o\al(-,3)。两步反应的能量变化示意图如下:①第一步反应是________(填“放热”或“吸热”)反应,判断依据是__________________。②1molNHeq\o\al(+,4)(aq)全部被氧化成NOeq\o\al(-,3)(aq)的热化学方程式是___________________________。(2)已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-566kJ·mol-1①Na2O2(s)+CO2(g)=Na2CO3(s)+eq\f(1,2)O2(g)ΔH=-226kJ·mol-1②则CO(g)与Na2O2(s)反应放出509kJ热量时,电子转移的数目为________________。(3)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g)ΔH=-72kJ·mol-1,蒸发1molBr2(l)需要吸收的能量为30其他相关数据如下表:物质H2(g)Br2(g)HBr(g)1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ436200a则表中a=______________。答案(1)①放热ΔH<0(或反应物的总能量大于生成物的总能量)②NHeq\o\al(+,4)(aq)+2O2(g)=NOeq\o\al(-,3)(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-346kJ·mol-1(2)2NA(或1.204×1024)(3)369解析(1)由图可知:NHeq\o\al(+,4)(aq)+eq\f(3,2)O2(g)=NOeq\o\al(-,2)(aq)+2H+(aq)+H2O(l)ΔH=-273kJ·mol-1,NOeq\o\al(-,2)(aq)+eq\f(1,2)O2(g)=NOeq\o\al(-,3)(aq)ΔH=-73kJ·mol-1,两个热化学方程式相加即可得第②问答案。(2)由(①+②×2)×eq\f(1,2)得:CO(g)+Na2O2(s)=Na2CO3(s)ΔH=-509kJ·mol-1,即该反应放出509kJ热量时转移2mole-。(3)由题中热化学方程式及蒸发1molBr2(l)吸热30kJ可得:H2(g)+Br2(g)=2HBr(g)ΔH=-102kJ·mol-1,则436+200-2a=-102,a=369。17.(14分)N2O和CO是常见的环境污染气体。(1)对于反应N2O(g)+CO(g)CO2(g)+N2(g)来说,Fe+可作为此反应的催化剂。其总反应分两步进行:第一步为Fe++N2OFeO++N2;则第二步为___________________________(写方程式)。已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间,由此推知,第一步反应的活化能________(填“大于”“小于”或“等于”)第二步反应的活化能。(2)在四个不同容积的恒容密闭容器中按图甲充入相应的气体,发生反应:2N2O(g)2N2(g)+O2(g),容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中N2O的平衡转化率如图乙所示:①该反应的ΔH________(填“>”或“<”)0。②若容器Ⅰ的体积为2L,反应在370℃下进行,20s后达到平衡,则0~20s内容器Ⅰ中用O2表示的反应速率为_________。B点对应的平衡常数K=________(结果保留两位有效数字)。③图中A、C、D三点容器内气体密度由大到小的顺序是______________。④若容器Ⅳ体积为1L,反应在370℃下进行,则起始时反应________(填“向正反应方向”“向逆反应方向”或“不”)进行。答案(1)FeO++COFe++CO2大于(2)①>②0.0005mol·L-1·s-10.0044③D>C>A④向逆反应方向解析(1)总反应分两步进行,根据催化剂定义,第一步:Fe++N2OFeO++N2,第二步反应中,中间产物(FeO+)氧化CO生成CO2,本身被还原成Fe+,FeO++COFe++CO2;第二步反应对总反应速率没有影响,说明第一步是慢反应,控制总反应速率,则第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能。(2)①升高温度,N2O的平衡转化率升高,反应向正反应方向进行,则正反应为吸热反应,ΔH>0。②2N2O(g)2N2(g)+O2(g)初/(mol·L-1)0.0500变/(mol·L-1)0.020.020.01平/(mol·L-1)0.030.020.01所以v(O2)=eq\f(0.01mol·L-1,20s)=0.0005mol·L-1·s-1;A、B点温度相同,对应的平衡常数相等。B点对应的平衡常数K=eq\f(0.01×0.022,0.032)≈0.0044。③容器内混合气体密度为ρ=eq\f(m,V),反应前后质量守恒,m不变,只需比较容器体积即可,从A→C→D,三点起始量一样,随着温度升高,由于正反应为吸热反应,温度升高有助于反应进行,导致转化率增大,现要使三点的转化率一致,所以需要加压,相当于缩小容器体积,即VA>VC>VD,所以ρA<ρC<ρD,即图中A、C、D三点容器内气体密度大小关系:D>C>A。④容器Ⅳ体积为1L,370℃时,2N2O(g)2N2(g)+O2(g)起始/(mol·L-1)0.060.060.04Q=eq\f(0.04×0.062,0.062)=0.04>K=0.0044,则反应向逆反应方向进行。18.(12分)纳米级Cu2O由于具有优良的催化性能而受到关注,采用肼(N2H4)燃料电池为电源,用离子交换膜控制电解液中的c(OH-)制备纳米Cu2O,其装置如图甲、乙。(1)上述装置中D电极应连接肼燃料电池的______(填“A”或“B”)极,该电解池中离子交换膜为______(填“阴”或“阳”)离子交换膜。(2)该电解池的阳极反应式为________________________________________________,肼燃料电池中A极发生的电极反应为________________________________________。(3)当反应生成14.4gCu2O时,至少需要肼______mol。答案(1)B阴(2)2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2ON2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O(3)0.05解析(1)燃料电池正极通氧化剂,负极通燃料,即A极为负极,B极为正极。图乙为电解池装置,电解的目的为制备Cu2O,则D极作阳极,接电池正极(B极),铜被氧化;阳极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,反应消耗OH-,采用阴离子交换膜使OH-向阳极移动。(2)A极为负极,N2H4失电子转化为N2,故电极反应式为N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。(3)根据电极反应可得关系式4e-~2Cu2O~N2H4,所以n(N2H4)=0.5n(Cu2O)=eq\f(14.4g,144g·mol-1)×0.5=0.05mol。19.(15分)(1)电解法也可除去水中的氨氮,实验室用石墨电极电解一定浓度的(NH4)2SO4与NaCl的酸性混合溶液来进行模拟。①电解时,阳极的电极反应式为____________________________________________。电解过程中溶液初始Cl-浓度和pH对氨

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