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文档简介
…………○…………内…………○…………装…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………第=page22页,总=sectionpages22页第=page11页,总=sectionpages11页2024年浙科版选修4化学下册月考试卷978考试试卷考试范围:全部知识点;考试时间:120分钟学校:______姓名:______班级:______考号:______总分栏题号一二三四五总分得分评卷人得分一、选择题(共8题,共16分)1、研究表明与在作用下发生反应,下列说法不正确的是。
A.总反应是放热反应B.Fe+使反应的活化能降低C.FeO+也是该反应的催化剂D.Fe++N2O→FeO++N2、FeO++CO→Fe++CO2两步反应均为放热反应2、二氧化碳与甲烷在一定条件下能制取水煤气:CO2(g)+CH4(g)2CO(g)+2H2(g),ΔH。在体积可变的密闭容器中通入2.0molCH4、2.0molCO2,在不同温度、压强下发生反应,测得CH4的平衡转化率与温度及压强的关系如图所示。下列有关说法正确的是。
A.p1<p2、ΔH<0B.在p2、1100℃条件下,c点的反应速率:v(正)<v(逆)C.a、b两点的CH4转化率相同,平衡常数相同D.在p2、1100℃条件下,向该容器中通入4.0molCH4、4.0molCO2,达到平衡后CH4的转化率为80%3、在温度T1和T2时,分别将0.50molCH4和1.20molNO2充入体积为1L的密闭容器中,发生如下反应:CH4(g)+2NO2(g)⇌N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),测得n(CH4)随时间变化数据如下表:。时间/min010204050T1n(CH4)/mol0.500.350.250.100.10T2n(CH4)/mol0.500.300.180.15
下列说法正确的是A.T1时0~10minNO2的平均反应速率为0.15mol·L-1·min-1B.T2时CH4的平衡转化率为30.0%C.保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O(g),平衡向正反应方向移动D.保持其他条件不变,T1时向平衡体系中再充入0.50molCH4和1.20molNO2,与原平衡相比,达新平衡时N2的浓度增大4、下列说法正确的是A.水的离子积只与温度有关,但外加酸、碱、盐一定会影响水的电离程度B.不仅与难溶电解质的性质和温度有关,还与溶液中相关离子的浓度有关C.常温下,在的溶液中加入少量晶体,能使溶液的pH减小,的比值增大D.室温下,的的溶液中的c与中的相等5、根据表中数据判断,下列选项结论正确的是()。酸H2C2O4HCNH2CO3电离常数(25℃)K1=5.4×10-2K2=5.4×10-54.9×10-10K1=4.4×10-7K2=4.7×10-11
A.NaCN+H2O+CO2(少量)=HCN+NaHCO3B.0.1mol∙L-1的Na2CO3溶液逐渐滴加到同浓度的HCN溶液中,无现象,说明未发生反应C.浓度均为0.1mol∙L-1的Na2CO3、NaHCO3、NaCN、NaHC2O4溶液,pH最大的是NaCND.NaHC2O4溶液中,离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c(H+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(OH-)6、常温下,先将溶于水制成溶液,然后取出溶液滴加溶液,整个过程中利用数据采集器测得溶液的变化曲线如图所示(实验过程中不考虑的挥发和的分解)。下列说法正确的是。
A.过程中,是氯气溶于水的过程,和水的电离程度均不断增大B.点溶液中接近于C.溶液中D.滴加溶液的体积为时,7、25℃时,HCN溶液中CN-和HCN浓度所占分数(α)随pH变化的关系如图所示,下列表述正确的是()
A.Ka(HCN)的数量级为10-9B.0.1mol/LHCN溶液使甲基橙试液显红色C.1L物质的量都是0.1mol的HCN和NaCN混合溶液中c(HCN)>c(CN-)D.0.1mol/LNaCN溶液的pH=9.28、下列叙述错误的是A.生铁中含有碳,抗腐蚀能力比纯铁弱B.B;下图为埋在地下的钢管道采用牺牲阳极保护法防腐。
C.金属在一般情况下发生的电化学腐蚀主要是吸氧腐蚀D.马口铁(镀锡铁)镀层破损后,被腐蚀时首先是镀层被氧化评卷人得分二、填空题(共8题,共16分)9、煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫;脱硝;回答下列问题:
(1)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。离子SO42−SO32−NO3−NO2−Cl−c/(mol·L−1)8.35×10−46.87×10−61.5×10−41.2×10−53.4×10−3
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式____________。
②由实验结果可知,脱硫反应速率______脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是_____________。
(2)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2和NO的平衡分压pc如图所示。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为________________。
(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2;也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的优点是______________。
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH−(aq)=SO32−(aq)+H2O(l)ΔH1
ClO−(aq)+SO32−(aq)=SO42−(aq)+Cl−(aq)ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO42−(aq)ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO−(aq)+2OH−(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl−(aq)的ΔH=_______。10、液化石油气的主要成分是丙烷,丙烷燃烧的热化学方程式为C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220.0kJ·mol-1,已知CO气体燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-565.14kJ·mol-1,试计算相同物质的量的C3H8和CO完全燃烧产生的热量的比值________(保留小数点后一位)。11、一定条件下,在水溶液中1molCl-、ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。D是____(填离子符号)。B→A+C的热化学方程式为____________(用离子符号表示)。12、顺-1;2-二甲基环丙烷和反-1,2-二甲基环丙烷可发生如下转化:
该反应的速率方程可表示为:v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反),k(正)和k(逆)在一定温度时为常数;分别称作正,逆反应速率常数。回答下列问题:
(1)已知:t1温度下,该温度下反应的平衡常数值K1=_____;该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆),则________0(填“小于”“等于”或“大于”)。
(2)t2温度下,图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是_______(填曲线编号),平衡常数值K2=_____;温度t2___t1(填“小于”“等于”或“大于”),判断理由是______。
13、(1)0.1mol/L醋酸溶液中,存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-。经测定溶液中c(CH3COO―)为1.4×10-3mol/L,此温度下醋酸的电离平衡常数Ka=________。
(2)已知饱和硫化氢的浓度为0.1mol/L,硫化氢的电离常数为Ka1=1.0×10-7,Ka2=1.0×10-19,计算饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度为__________mol/L。14、在室温下;下列五种溶液:
①0.1mol·L-1NH4Cl
②0.1mol·L-1CH3COONH4
③0.1mol·L-1NH4HSO4
④0.1mol·L-1NH3·H2O和0.1mol·L-1NH4Cl混合液。
⑤0.1mol·L-1NH3·H2O
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈________性(填“酸”“碱”或“中”),其原因是______________(用离子方程式表示)
(2)溶液①②③⑤中c(NH4+)的大小关系是________(用①②③⑤表示)
(3)室温,溶液②的pH=7,CH3COO-与NH4+浓度的大小关系是c(CH3COO-)________c(NH4+)(填“>”“<”或“=”)15、铝-空气电池是正在探索的车用新型电池。电池工作时,金属铝被氧化为并形成空气中的氧气发生还原而生成
(1)写出铝-空气电池中的正、负极反应和总反应________。
(2)广泛采用铝-空气电池的好处有哪些?不足有哪些?就你的发现写出简要的报告,并预测其未来的应用前景________。16、化学电池的发明;是贮能和供能技术的巨大进步。
(1)如图所示装置中;Zn片是_____(填“正极”或“负极”),Cu片上发生的电极反应为_____。
(2)该装置是典型的原电池装置;可将氧化还原反应释放的能量直接转变为电能,能证明产生电能的实验现象是_____。
(3)2019年诺贝尔化学奖授予对锂离子电池研究做出突出贡献的科学家。某锂离子电池的工作原理如图:
下列说法不正确的是_____(填序号)。
①A为电池的正极。
②该装置实现了电能转化为化学能。
③电池工作时,电池内部的锂离子定向移动评卷人得分三、判断题(共1题,共2分)17、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分四、计算题(共4题,共12分)18、现有反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)△H﹤0,850℃时,向2L的密闭容器中充入CO、H2O(g)各4mol,反应达到平衡,测得H2浓度为1mol·L-1;回答下列问题(不写出具体的计算过程不得分):
(1)平衡常数为________________?
(2)若温度不变,初始时CO浓度为2mol/L,H2O(g)为6mol/L,则平衡时CO转化率为_______?19、在一定温度下,10L密闭容器中加入5molSO2、4.5moLO2,经10min后反应达平衡时,有3molSO2发生了反应。试回答下列问题:
(1)O2的转化率为__。
(2)用SO2表示该反应的反应速率为__。
(3)平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为__。(最简整数比)20、甲醇是重要的化学工业基础原料和清洁液体燃料。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学反应平衡常数如下表所示:。化学反应平衡常数温度/℃500800500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3
(1)据反应①与②可推导出K1、K2与K3之间的关系,则K3=______(用K1、K2表示)。
(2)反应③的ΔH____0(填“>”或“<”)。
(3)500℃时测得反应③在某时刻H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)、H2O(g)的浓度相等,且均为0.1mol·L-1,则此时υ正____υ逆(填“>”、“=”或“<”)
(4)某温度下在2L恒容密闭容器中加入CH3OH发生反应2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),测得有关数据如下:。反应时间/min01234n(CH3OH)/mol1.020.420.220.020.02
①反应在2min内以CH3OCH3表示的化学反应速率为____;
②该温度下的反应的平衡常数为____。21、工业合成氨的反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)。设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60molN2(g)和1.60molH2(g),反应在一定条件下达到平衡时,NH3的物质的量分数(NH3的物质的量与反应体系中总的物质的量之比)为计算:
(1)该条件下N2的平衡转化率______;(小数点后保留一位)
(2)该条件下反应2NH3(g)N2(g)+3H2(g)的平衡常数_______。(不带单位)评卷人得分五、工业流程题(共1题,共7分)22、草酸钴可用于指示剂和催化剂的制备。用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、A12O3、MnO、MgO、CaO、SiO2等)制取CoC2O4·2H2O工艺流程如下。
已知:①浸出液含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Ca2+、Mg2+、Al3+等;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:。沉淀物Fe(OH)3Al(OH)3Co(OH)2Fe(OH)2Mn(OH)2完全沉淀的pH3.75.29.29.69.8
(1)CoC2O4·2H2O中C的化合价是____________________________。
(2)写出浸出过程中Na2SO3与Co2O3发生反应的离子方程式:______________。
(3)浸出液中加入NaClO3的目的是____________________________。
(4)加Na2CO3能使浸出液中某些金属离子转化成氢氧化物沉淀,沉淀除Al(OH)3外,还有的成分是______________(填化学式),试用离子方程式和必要的文字简述其原理:____________________________。
(5)萃取剂对金属离子的萃取率与pH的关系如图,萃取剂的作用是______________;其使用的适宜pH范围是______________。
A.2.0〜2.5
B.3.0〜3.5
C.4.0〜4.5
(6)滤液I“除钙、镁”是将其转化为MgF2、CaF2沉淀。已知Ksp(MgF2)=7.35×10-11、Ksp(CaF2)=1.05×10-10,当加入过量NaF后,所得滤液c(Mg2+)/c(Ca2+)=______________。
(7)用m1kg水钴矿(含Co2O360%)制备CoC2O4·2H2O,最终得到产品m2kg,产率(实际产量/理论产量×100%)为____________________________。(已知:M(Co2O3)=166,M(CoC2O4·2H2O)=183,仅需列出数字计算式)。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、C【分析】【详解】
A.由图可知,反应物总能量大于生成物总能量,A项正确;
B.Fe+在反应前后的质量和性质保持不变;故其作催化剂,使反应的活化能减小,B项正确;
C.催化剂是加入的物质,可以改变反应速率,但其质量和化学性质不变,而FeO+是反应过程的中间产物;因此不是催化剂,C项错误;
D.由图可知,两步中均为反应物总能量大于生成物总能量;因此二者均为放热反应,D项正确;
答案选C。2、D【分析】【分析】
【详解】
A.根据“定一议二”的方法,观察图中一条线(即等压线)的趋势,说明温度升高,CH4的平衡转化率增大,再根据平衡移动原理,说明该反应为吸热反应,即ΔH>0;然后再在图中作一条垂直线(即等温线),再结合反应方程式和平衡移动原理,说明压强增大,CH4的平衡转化率减小,得p1<p2;选项A错误;
B.在p2、1100℃条件下,c点不是平衡状态,该条件下的平衡状态为b点,c点的反应状态将正向移动,使CH4的转化率增大到b点(平衡状态),即v(正)>v(逆);选项B错误;
C.由于a、b两点的温度不同,则a、b两点的平衡常数不同,由于b点温度高,正反应为吸热反应,温度越高,平衡常数越大,则平衡常数大小关系为Kb>Ka;选项C错误;
D.根据题意知,该容器为体积可变的容器,说明该容器为恒压装置,且压强(p2)不变时,通入4.0molCH4、4.0molCO2,与原平衡的起始量成等比,说明该条件下的平衡状态与原平衡状态互为等效平衡,则反应物的转化率应该相等,即达到平衡后CH4的转化率为80%;选项D正确。
答案选D。3、D【分析】【详解】
A.T1时0~10minCH4的平均反应速率为=0.015mol•L-1•min-1,由速率之比等于化学计量数之比可知,T1时0~10minNO2的平均反应速率为0.03mol•L-1•min-1;故A错误;
B.由表格数据可知,T2时CH4的平衡物质的量为0.15mol,则转化的甲烷为0.50mol-0.15mol=0.35mol,则T2时CH4的平衡转化率为×100%=70.0%;故B错误;
C.T1时;体积为1L,由表格中数据可知;
K==6.4,T1时向平衡体系中再充入0.30molCH4和0.80molH2O(g),Qc==25.6>K;则平衡逆向移动,故C错误;
D.体积不变,物质的量变为原来的2倍,若平衡不移动,则平衡浓度变为原平衡的2倍,但压强增大平衡逆向移动,则达新平衡时N2的浓度增大;大于原平衡浓度小于原平衡浓度的2倍,故D正确;
答案选D。
【点睛】
把握表格中数据、运用平衡三段法进行计算为解答本题的关键,侧重分析与计算能力的考查。注意选项C为解答的难点,可以根据Qc与K的大小进行判断。4、C【分析】【详解】
A.水的离子积只与温度有关;但外加酸;碱抑制水的电离,水解的盐一定会影响水的电离程度,但不水解的盐如NaCl不影响水的电离,故A错误;
B.与难溶电解质的性质和温度有关;与溶液中相关离子的浓度无关,故B错误;
C.常温下,在的溶液中加入少量晶体,溶解后铵根离子浓度增大,氨水的电离平衡逆向进行,氢氧根离子浓度减小,能使溶液的pH减小,电离平衡常数不变,所以的比值增大;故C正确;
D.室温下,醋酸溶液中氨水溶液中两种溶液的浓度相对大小未知,所以无法判断醋酸溶液中氢离子浓度和氨水中氢氧根离子浓度的相对大小,故D错误。
故选C。5、A【分析】【分析】
根据电离常数得出酸强弱顺序为H2C2O4>>H2CO3>HCN>
【详解】
A.利用强酸制弱酸原理得到NaCN+H2O+CO2(少量)=HCN+NaHCO3;故A正确;
B.0.1mol∙L−1的Na2CO3溶液逐渐滴加到同浓度的HCN溶液中,无现象,但反应生成了NaCN和NaHCO3;故B错误;
C.根据对应的酸越弱,水解程度越大,因此浓度均为0.1mol∙L−1的Na2CO3、NaHCO3、NaCN、NaHC2O4溶液,pH最大的是Na2CO3;故C错误;
D.NaHC2O4溶液中,的水解平衡常数Ka2>Kh,则草酸氢根电离程度大于水解程度,因此离子浓度由大到小的顺序是c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-);故D错误。
综上所述,答案为A。6、C【分析】【分析】
常温下,纯水的pH=7,题图曲线的起点为纯水,从起点至b点为将Cl2通入水中得到氯水的过程,此过程中发生反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO;b点往后为向氯水中滴加NaOH溶液的过程,此过程中发生反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,100mL溶液中溶解了0.01mol×=0.001mol,根据反应Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,Cl2与NaOH完全反应时消耗NaOH溶液的体积为0.002mol÷0.1mol/L=20mL,此时溶液中溶质为NaCl和NaClO,由于ClO-的水解溶液呈碱性。
【详解】
A.Cl2与水的反应为Cl2+H2OH++C1-+HClO,由题图可知a~b过程中,pH不断减小,c(H+)不断增大;酸性越强,对水的电离抑制程度增大,则水的电离程度不断减小,A错误;
B.根据反应Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,若0.01molCl2溶于水时与水完全反应,则生成0.01molHCl和0.01molHClO,HCl完全电离、HClO部分电离,溶液中c(H+)略大于0.01mol/L,溶液的pH略小于2,c(HClO)≈10-2mol/L,根据和c(H+)=10-xmol/L得出但0.0lmoCl2溶于水时只有部分Cl2与水反应,故溶液中c(H+)<0.01mol/L,溶液的pH>2,生成的n(HClO)<0.01mol,溶液中c(HClO)<0.01mol/L,故c(ClO-)比小;B错误;
C.c点溶液pH=7,根据分析,c点加入的NaOH溶液的体积小于20mL,即V2-V1<20,此时溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),因c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-),根据反应中的得失电子守恒和物料守恒,c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),将两式整理得c(Na+)=2c(ClO-)+c(HClO);C正确;
D.根据分析,加入NaOH溶液的体积为20mL时,Cl2与NaOH恰好完全反应,得到含等物质的量浓度的NaCl和NaClO的混合液,溶液中的物料守恒为c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(HClO);D错误;
答案选C。
【点睛】
本题根据图形考查了粒子浓度的关系,利用图形进行分析,结合电荷守恒和物料守恒进行解题,题目较难,要求较高。7、C【分析】【详解】
A.电离平衡常数只受温度的影响,与浓度无关,取b点,c(HCN)=c(CN-),则有HCN的电离平衡常数表达式为Ka==c(H+)=Ka(HCN)的数量级约为10-10;故A错误;
B.HCN为弱酸,其电离方程式为HCNH++CN-,弱电解质的电离程度微弱,可以认为c(H+)=c(CN-),c(HCN)=0.1mol·L-1,根据电离平衡常数,0.1mol·L-1HCN溶液:=解得c(H+)=即pH=4.6,甲基橙:当pH<3.1时变红,因此0.1mol·L-1HCN溶液不能使甲基橙显红色;故B错误;
C.CN-水解平衡常数Kh==>Ka=即CN-的水解大于HCN的电离,从而推出1L物质的量都是0.1mol的HCN和NaCN混合溶液中:c(CN-)
D.根据CN-水解平衡常数,得出:=c(OH-)=pOH=2.9,则pH=11.1,故D错误;
答案:C。8、D【分析】【分析】
【详解】
A.生铁中含有碳;故生铁能发生电化学腐蚀,加快腐蚀速度,故生铁的抗腐蚀能力比纯铁弱,A正确;
B.下图为埋在地下的钢管道利用镁块比钢铁更活泼;故该方法是采用牺牲阳极的阴极保护法防腐,B正确;
C.金属在碱性电解质或中性介质或弱酸性介质中均发生吸氧腐蚀;只有在强酸性介质中才发生析氢腐蚀,故吸氧腐蚀比析氢腐蚀更普遍,C正确;
D.马口铁(镀锡铁)镀层破损后;由于铁比锡更活泼,被腐蚀时首先是铁层被氧化,D错误;
故答案为:D。二、填空题(共8题,共16分)9、略
【分析】【分析】
(1)①亚氯酸钠具有氧化性,会将NO氧化成NO3-,且NaClO2溶液呈碱性,据此分析作答;
②由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率.原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是二氧化硫的还原性强,易被氧化;
(2)①由图分析可知,根据反应3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小,则说明温度越高,NO的平衡分压越大,NO的含量越高,故升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小;
②化学平衡常数是指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值;根据平衡常数的定义列出具体表达式;
(3)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,由于生成的硫酸钙微溶,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行;
②根据盖斯定律计算。
【详解】
(1)①亚氯酸钠具有氧化性,且NaClO2溶液呈碱性,则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为:3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;正反应是体积减小的;则增加压强,NO的转化率提高;
故答案为3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;提高;
②由实验结果可知,在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多,因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同;还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高;
故答案为大于;NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高;
(2)①由图分析可知,根据反应3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小,则说明温度越高,NO的平衡分压越大,NO的含量越高,故升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,故答案为减小;
②反应ClO2−+2SO32-===2SO42-+Cl−的平衡常数K表达式为:K=;
故答案为K=
(3)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,生成硫酸钙沉淀,降低硫酸根离子浓度,促使平衡向正反应方向进行,所以Ca(ClO)2效果好;
故答案为形成CaSO4沉淀,降低硫酸根离子浓度,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高;
②SO2(g)+2OH−(aq)=SO32−(aq)+H2O(l)ΔH1
ClO−(aq)+SO32−(aq)=SO42−(aq)+Cl−(aq)ΔH2
CaSO4(s)===Ca2+(aq)+SO42−(aq)ΔH3
则根据盖斯定律可知①+②−③即得到反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO−(aq)+2OH−(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl−(aq),则△H1+△H2-△H3;
故答案为△H1+△H2-△H3。【解析】4OH-+3ClO2-+4NO=4NO3-+3Cl-+2H2O大于NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高减小K=形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高△H1+△H2-△H310、略
【分析】【分析】
根据热化学方程式计算相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比;
【详解】
已知:丙烷燃烧的热化学方程式为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)ΔH=-2220.0kJ·mol-1,1mol丙烷完全燃烧放出2220.0kJ的热量;CO气体燃烧的热化学方程式为2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH=-565.14kJ·mol-1,1molCO完全燃烧放出×565.14kJ=282.57kJ的热量,根据热化学方程式可知,相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比=2220.0kJ•mol-1:282.57kJ•mol-1≈7.9。【解析】7.911、略
【分析】【分析】
由图可知,D中Cl元素的化合价为+7价,B→A+C结合转移电子守恒得该反应方程式为3ClO-=ClO3-+2Cl-;结合图中能量变化计算反应热。
【详解】
由图可知,D中Cl元素的化合价为+7价,则D为ClO4−;B→A+C结合转移电子守恒得该反应方程式为3ClO−=ClO3−+2Cl−,△H=(63kJ/mol+2×0kJ/mol)−3×60kJ/mol=−117kJ/mol,所以该热化学反应方程式为3ClO−(aq)=ClO3−(aq)+2Cl−(aq)△H=−117kJ/mol。【解析】ClO4-3ClO-(aq)=2Cl-(aq)+ClO3-(aq)△H=−117kJ/mol12、略
【分析】【详解】
(1)根据v(正)=k(正)c(顺)、则v(正)=0.006c(顺),v(逆)=k(逆)c(反),v(逆)=k(逆)c(反)=0.002c(反),化学平衡状态时正逆反应速率相等,则0.006c(顺)=0.002c(反),K1=c(反)/c(顺)=0.006÷0.002=3;该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆),说明断键吸收的能量小于成键释放的能量,即该反应为放热反应,则小于零。
(2)随着时间的推移,顺式异构体的质量分数不断减少,则符合条件的曲线是B,设顺式异构体的起始浓度为x,该可逆反应左右物质系数相等,均为1,则平衡时,顺式异构体为0.3x,反式异构体为0.7x,所以平衡常数值K2==7/3,因为K1>K2,放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动,所以温度t2大于t1。【解析】①.3②.小于③.B④.⑤.大于⑥.放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动13、略
【分析】【分析】
平衡常数K一般是通过列三段式计算。
【详解】
(1)醋酸溶液中,存在电离平衡CH3COOHH++CH3COO-,水的电离程度小,即溶液中c(H+)=c(CH3COO―)=1.0×10-4mol/L,Ka=带入数据可得,约为1.96×10-5;
(2)已知饱和硫化氢溶液中以第一步电离为主;设溶液中氢离子的浓度为xmol/L,根据题意可列三段式如下:
Ka1=其中硫化氢的平衡浓度可近似计算为0.1,带入数据计算;1.0×10-7=得出饱和硫化氢溶液中氢离子的浓度为1.0×10-4mol/L。【解析】1.96×10-51.0×10-414、略
【分析】【详解】
(1)氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子水解显酸性;水解离子方程式为:
(2)①0.1mol·L-1NH4Cl溶液中铵根离子水解不受影响;铵根离子浓度小于0.1mol/L;
②0.1mol/LCH3COONH4溶液中醋酸根离子水解促进铵根离子水解;铵根离子浓度较①低;
③0.1mol/LNH4HSO4溶液中的电离出的氢离子抑制铵根离子的水解;铵根离子浓度较①大;
⑤0.1mol·L-1NH3·H2O溶液中NH3·H2O电离出的铵根离子较少;铵根离子浓度最低;
因此四种溶液中铵根离子浓度大小关系为:③>①>②>⑤;
(3)常温下,测得溶液②的pH=7,说明0.1mol/LCH3COONH4溶液中醋酸根离子和铵根离子水解程度相同,溶液中存在电荷守恒:pH=7说明溶液中c(OH−)=c(H+),得到:故答案为:=。
【点睛】
不同溶液中同一离子浓度的大小比较时;选好参照物,分组比较各个击破:
如25℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:①NH4Cl、②CH3COONH4、③NH4HSO4、④(NH4)2SO4、⑤(NH4)2Fe(SO4)2,c(NH)由大到小的顺序为⑤>④>③>①>②,分析流程为:【解析】①.酸②.NH4++H2O⇌NH3∙H2O+H+③.③>①>②>⑤④.=15、略
【分析】【分析】
铝—空气电池工作时,金属铝被氧化为Al3+,铝为负极,正极上空气中的O2发生得电子的还原反应生成OH-。
【详解】
(1)铝—空气电池中负极为Al,负极电极反应式为4Al-12e-=4Al3+,正极上为O2发生得电子的还原反应生成OH-,正极电极反应式为3O2+12e-+6H2O=12OH-,根据正、负极得失电子总数相等,电池总反应为4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓;答案为:正极反应:3O2+12e-+6H2O=12OH-;负极反应:4Al-12e-=4Al3+;总反应:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓。
(2)铝—空气电池的的好处有:(1)比能量大;(2)质量轻;(3)无毒危险(副产物氢氧化铝可回收使用);(4)铝原材料丰富;(5)生产成本低;(6)使用方便;(7)安全;环保等;
不足有:(1)虽然铝—空气电池比能量高;但比功率低;(2)放电速率比较缓慢,电压滞后;(3)不能反复充电,需要更换铝电极或更换电池才能继续工作;(4)自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝—空气电池工作时的过热;
铝—空气电池未来的应用前景:(1)电动车电源的有力竞争者;(2)潜艇AIP系统的优秀能源;(3)水下机器人的最佳动力电源;(4)价廉物美的高能电源等。【解析】(1)正极反应:3O2+12e-+6H2O=12OH-;负极反应:4Al-12e-=4Al3+;总反应:4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓
(2)好处有:(1)比能量大;(2)质量轻;(3)无毒危险(副产物氢氧化铝可回收使用);(4)铝原材料丰富;(5)生产成本低;(6)使用方便;(7)安全;环保等;
不足有:(1)虽然铝—空气电池比能量高;但比功率低;(2)放电速率比较缓慢,电压滞后;(3)不能反复充电,需要更换铝电极或更换电池才能继续工作;(4)自放电率较大,需要采用热管理系统来防止铝—空气电池工作时的过热;
未来的应用前景:(1)电动车电源的有力竞争者;(2)潜艇AIP系统的优秀能源;(3)水下机器人的最佳动力电源;(4)价廉物美的高能电源等。16、略
【分析】【分析】
(1)由图可知;活泼金属锌做原电池的负极,不活泼金属铜做原电池的正极;
(2)由图可知;该装置为铜锌硫酸原电池,该装置实现了电能转化为化学能;
(3)由图给示意图可知;该装置为原电池,由电子和锂离子的移动方向可知,A电极为电源的负极,B为电源的正极,电池工作时,锂离子向正极B电极移动。
【详解】
(1)由图可知,活泼金属锌做原电池的负极,不活泼金属铜做原电池的正极,氢离子在正极上得到电子发生还原反应生成氢气,电极反应式为2H++2e-=H2↑,故答案为:负极;2H++2e-=H2↑;
(2)由图可知;该装置为铜锌硫酸原电池,该装置实现了电能转化为化学能,能证明产生电能的实验现象为电流表指针发生偏转,故答案为:电流表指针发生偏转;
(3)由图给示意图可知;该装置为原电池,由电子和锂离子的移动方向可知,A电极为电源的负极,B为电源的正极,电池工作时,锂离子向正极B电极移动,则①②错误,故答案为:①②。
【点睛】
原电池中,电子由负极经导线向负极移动,阳离子向正极方向移动是解答关键。【解析】负极2H++2e-=H2↑电流表指针发生偏转①②三、判断题(共1题,共2分)17、×【分析】【详解】
向溶液中加入少量水,减小,碱性减弱即减小,则增大,则溶液中增大,故错;【解析】错四、计算题(共4题,共12分)18、略
【分析】【分析】
(1)根据进行计算;
(2)根据平衡常数计算公式反求平衡浓度;
【详解】
(1)初始时c(CO)=4mol/2L=2mol/L,c(H2O)=4mol/2L=2mol/L;平衡时H2浓度为1mol·L-1;列三段式;
则平衡常数故答案为:1;
(2)设平衡时CO浓度为amol/L;列三段式:
根据该温度下平衡常数K=1,可知解得a=0.5mol/L,所以CO转化率为=75%;
故答案为:75%【解析】K=175%19、略
【分析】【分析】
已知反应2SO2+O22SO3,起始量各物质的量,平衡时SO2的物质的量,可利用三段式,求平衡时SO3、O2的物质的量及各物质的变化量,从而求出O2的转化率、用SO2表示的该反应的反应速率及平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比。
【详解】
(1)O2的转化率为=33.3%。答案为:33.3%;
(2)用SO2表示该反应的反应速率为=0.03mol/(L∙min)。答案为:0.03mol/(L∙min);
(3)平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比为=8:9.5=16:19。答案为:16:19。
【点睛】
阿伏加德罗定律的推论告诉我们,在同温同容下,气体的压强之比等于气体的物质的量之比。对本题来说,平衡时容器内气体压强与反应前的压强之比=平衡时混合气的总物质的量与起始时气体的总物质的量之比。【解析】①.33.3%②.0.03mol/(L·min)③.16:1920、略
【分析】【分析】
(1)根据反应①与②的平衡常数表达式推导出反应③的平衡常数表达式,导出K1、K2与K3之间的关系;
(2)计算出不同温度下的K3;找到变化规律进行判断;
(3)通过Qc与K3之间的大小关系进行判断;
(4)①根据υ=计算反应速率;
②利用三段法进行计算。
【详解】
(1)K1=K2=K3=则有K3=K1×K2
(2)500℃时,K3=2.5,800℃时,K3=0.375,温度升高,平衡常数减小,可知正反应为放热反应,ΔH<0;
(3)500℃时,Qc==100>K3,反应逆向进行,即υ正<υ逆;
(4)①υ(CH3OH)===0.2mol/(L•min),υ(CH3OCH3)=υ(CH3OH)=0.1mol/(L•min);②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
始(mol/L)0.5100
转(mol/L)0.50.250.25
平(mol/L)0.010.250.25
平衡常数K===625。
【点睛】
本题解答时要注意化学平衡的计算方法,通常使用三段法进行解答,熟记答题模板是解答的关键。若反应为:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),令A、B起始物质的量分别为amol、bmol,达到平衡后,A的转化量为mxmol,容器容积为VL,则有以下关系:mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g)起始/molab00转化/molmxnxpxqx平衡/mola-mxb-nxpxqx对于反应物:n(平)=n(始)-n(转)对于生成物:n(平)=n(始)+n(转)则有:K=【解析】①.K1×K2②.<③.<④.0.10mol/(L•min)⑤.62521、略
【分析】【分析】
设反应过程消耗xmolN2
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