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…………○…………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年华东师大版选择性必修1化学上册月考试卷130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:______总分栏题号一二三四五六总分得分评卷人得分一、选择题(共7题,共14分)1、一种以LiAlCl4液体为电解质的可充电锂离子电池;其工作原理如图所示。下列说法正确的是。
A.放电时,FePO4发生氧化反应B.放电过程中电解质溶液中Li+的浓度不发生变化C.放电时,负极的电极反应式为Al+7AlCl-3e-=4Al2ClD.充电时,a接正极,b接负极2、硫的两种晶体形态的相图如图所示,其燃烧的热化学方程式为:相图:用于描述不同温度(T/℃);压强(p/Pa)下硫单质的转化及其存在状态的图像。下列说法正确的是。
A.斜方硫和单斜硫互为同位素B.C.F→G过程为固态硫的气化,该过程中有化学键的断裂D.温度高于119℃且压强小于0.4Pa时,单斜硫液化3、下图所示的实验;能达到实验目的的是。
A.图甲:验证化学能转化为电能B.图乙:验证铁发生析氢腐蚀C.图丙:证明温度对平衡移动的影响D.图丁:验证H2CO3的酸性比H2SiO3强4、由下列实验和现象推出的结论错误的是。选项实验和现象结论A向X溶液中滴入稀HNO3酸化的AgNO3溶液,产生白色沉淀溶液中一定含Cl-”或或两者均有B向油脂中加烧碱溶液,加热一段时间,将混合液倒入盛水烧杯中,水面上无油滴与油膜油脂完全皂化C向含KIO3的食盐溶液中滴加淀粉和KI溶液,滴入稀硫酸,溶液变蓝氧化性:酸性条件下>I2D向5mL0.1mol∙L−1KI溶液中加入0.1mol∙L−1FeCl3溶液1mL,振荡,取反应后的溶液滴入3滴KSCN溶液,溶液变红色Fe3+和I-反应为可逆反应
A.AB.BC.CD.D5、科学家对具有广泛应用前景的新型Li−CO2电化学储能系统研究发现,用碳化钼(Mo2C)作Li极催化剂时CO2的放电产物为Li2C2O4,装置如图所示。若用Au和多孔碳作Li极催化剂,则产物为Li2CO3和C。下列说法正确的是。
A.该电池最好选用Li2C2O4水溶液作为电解质溶液B.用Mo2C作催化剂时,负极每消耗7gLi,正极消耗11.2LCO2C.用Au作催化剂时CO2放电的电极反应式为4Li++4e−+3CO2=2Li2CO3+CD.生成等物质的量Li2C2O4和Li2CO3消耗CO2的量相同,电路中转移电子数相同6、我国每年因为金属腐蚀造成的经济损失非常严重,金属腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。下列现象不能用电化学腐蚀来解释的是A.生铁更容易腐蚀B.马口铁(镀锡的铁)破损后很快生锈C.铜器皿在高温环境中变黑D.电工作业中若将铜、铝导线相连易出现接触不良现象7、将E和F加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:E(g)+F(s)2G(g)。忽略固体体积,平衡时G的体积分数(%)随温度和压强的变化如下表所示。1.02.03.081054.0ab915c75.0d1000ef83.0
①b>f②915℃、2.0MPa时E的转化率为60%③该反应的S<0④K(1000℃)>K(810℃)
上述①~④中正确的有A.1个B.2个C.3个D.4个评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)8、已知:2H2+O22H2O。
(1)该反应1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ;其中断裂1molH-H键吸收436kJ,断裂1molO=O键吸收496kJ,那么形成1molH-O键放出热量____________________。
(2)原电池是直接把化学能转化为电能的装置。
I.航天技术上使用的氢-氧燃料电池具有高能;轻便和不污染环境等优点。下图是氢-氧燃料电池的装置图。则:
①溶液中OH-移向________电极(填“a”或“b”)。
②b电极附近pH_____________。(填增大;减小或不变)
③如把H2改为甲烷;则电极反应式为:正极:____________________________,负极:________________________________。
II.将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,试计算:产生氢气的体积___________________________________L。(标准状况)9、下图是一个化学过程的示意图;请回答下列问题:
(1)图中甲池是____________装置,乙池是______________装置。
(2)D电极的名称是______________,A电极的名称是_______________。
(3)通入O2的电极的电极反应式为___________,通入CH4的电极的电极反应式为_________。
(4)丙池中反应的化学方程式为__________________。
(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加4.32g时,甲池中理论上消耗O2______________________mL(标准状况下)。10、氮的固定意义重大;氮肥的使用大面积提高了粮食产量。
(1)目前人工固氮最有效的方法是____________(用一个化学方程式表示)。
(2)自然界发生的一个固氮反应是N2(g)+O2(g)2NO(g),已知N2、O2、NO三种分子中化学键断裂所吸收的能量依次为946kJ∙mol-1、498kJ∙mol-1、632kJ∙mol-1,则该反应的ΔH=____________kJ∙mol-1。该反应在放电或极高温下才能发生;原因是____________________。
(3)100kPa时,反应2NO(g)+O2(g)2NO2(g)中NO的平衡转化率与温度的关系曲线如图1,反应2NO2(g)N2O4(g)中NO2的平衡转化率与温度的关系曲线如图2。
图1图2
①图1中A、B、C三点表示不同温度、压强下2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡时NO的转化率;则________点对应的压强最大。
②100kPa、25℃时,2NO2(g)N2O4(g)平衡体系中N2O4的物质的量分数为________,N2O4的分压p(N2O4)=________kPa,列式计算平衡常数Kp=________。(Kp用平衡分压代替平衡浓度计算;分压=总压×物质的量分数)
③100kPa、25℃时,VmLNO与0.5VmLO2混合后最终气体的体积为________mL。
(4)室温下,用注射器吸入一定量NO2气体,将针头插入胶塞密封(如图3),然后迅速将气体体积压缩为原来的一半并使活塞固定,此时手握针筒有热感,继续放置一段时间。从活塞固定时开始观察,气体颜色逐渐________(填“变深”或“变浅”),原因是________。[已知2NO2(g)N2O4(g)在几微秒内即可达到化学平衡]
11、已知NO2和N2O4可以相互转化:2NO2(g)⇌N2O4(g)△H<0。现将一定量NO2和N2O4的混合气体通入一定体积为2L的恒温密闭玻璃容器中;反应物浓度随时间变化关系如图。
(1)图中共有两条曲线X和Y,其中曲线_______表示NO2浓度随时间的变化;a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是_______。
(2)①前10min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=_______mol/(L·min)。
②15min时,反应2NO2(g)⇌N2O4(g)在b点的平衡常数Kb=_______。
③35min时,反应2NO2(g)⇌N2O4(g)在d点的平衡常数Kd_______Kb(填“>”、“=”或“<”)。
(3)若要达到使NO2(s)的百分含量与d点相同的化学平衡状态,在25min时还可以采取的措施是_______。
A、加入催化剂B、缩小容器体积C、升高温度D、加入一定量的N2O412、碳单质在工业上有多种用途,用活性炭还原处理氮氧化物,有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式___________。
(2)在恒容密闭容器中加入足量C与NO发生反应,所得数据如表,回答下列问题。实验编号温度/℃起始时NO的物质的量/mol平衡时N2的物质的量/mol17000.400.0928000.400.10
①结合表中数据,判断该反应的△H___________0(填“>”或“<”),理由是___________。
②判断该反应达到平衡的依据是___________(填字母)。
a、容器内气体密度恒定b;容器内气体平均摩尔质量恒定。
c、容器内N2和CO2物质的量之比恒定d、2v正(NO)=v逆(N2)
(3)700℃时,若向4L体积恒定的密闭容器中充入一定量N2和CO2发生反应:N2(g)+CO2(g)C(s)+2NO(g);其中N2;NO物质的量随时间变化的曲线如图所示。请回答下列问题。
①0~10min内的CO2平均反应速率v=___________。
②图中A点v正___________v逆(填“>”“<”或“=”)。
③第10min时,外界改变的条件可能是___________(填字母)。
a、加催化剂b、增大C的物质的量c、加压d、升温13、常温下,向浓度为0.1mol·L-1;体积为VL的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸;用pH计测溶液的pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线,d点两种溶液恰好完全反应。据图信息回答:
(1)该温度时NH3·H2O的电离常数K=________。
(2)比较b、c、d三点时的溶液中,由水电离出的c(OH-)大小顺序为________。14、电化学应用广泛。请回答下列问题:
(1)自发进行的氧化还原反应可以设计成原电池。若电池放电时的反应式为:2FeCl3+Fe=3FeCl2,该电池的负极材料为__;正极的电极反应式为____;电解质溶液为_____。
(2)燃料电池和二次电池的应用非常广泛。
①如图为甲烷燃料电池的示意图,电池工作时,b极的电极为___极;负极的电极反应式为_________;
②铅蓄电池为生活中常用的二次电池。放电时的反应为:PbO2+Pb+2H2SO4=PbSO4+2H2O,铅蓄电池负极的电极反应式为_____;充电时,铅蓄电池的Pb极应与外加直流电源的__极相连,阳极的电极反应式为________。
(3)以铅蓄电池为电源精炼粗铜(含Fe、Pb、Ag、Au及其他不反应质)时,以硫酸铜溶液为电解质溶液,粗铜做___极;精炼一段时间后,当阴极增重128g时,铅蓄电池参加反应的硫酸的物质的量为_____。评卷人得分三、判断题(共5题,共10分)15、放热过程有自发进行的倾向性,但并不一定能自发进行,吸热过程没有自发进行的倾向性,但在一定条件下也可自发进行。__________________A.正确B.错误16、镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉的资源有限,价格昂贵。_______A.正确B.错误17、用pH计测得某溶液的pH为7.45。(____________)A.正确B.错误18、在任何条件下,纯水都呈中性。(______________)A.正确B.错误19、为使实验现象更加明显,酸碱中和滴定时加入5mL甲基橙或酚酞。(_____)A.正确B.错误评卷人得分四、结构与性质(共4题,共24分)20、(CN)2被称为拟卤素,它的阴离子CN-作为配体形成的配合物有重要用途。
(1)HgCl2和Hg(CN)2反应可制得(CN)2,写出反应方程式。___________
(2)画出CN-、(CN)2的路易斯结构式。___________
(3)写出(CN)2(g)在O2(g)中燃烧的反应方程式。___________
(4)298K下,(CN)2(g)的标准摩尔燃烧热为-1095kJ·mol-1,C2H2(g)的标准摩尔燃烧热为-1300kJ·mol1,C2H2(g)的标准摩尔生成焓为227kJ·mol1,H2O(l)的标准摩尔生成焓为-286kJ·mol1,计算(CN)2(g)的标准摩尔生成焓。___________
(5)(CN)2在300-500°C形成具有一维双链结构的聚合物,画出该聚合物的结构。___________
(6)电镀厂向含氰化物的电镀废液中加入漂白粉以消除有毒的CN-,写出化学方程式(漂白粉用ClO-表示)。___________21、铁及其化合物在生活;生产中有着重要作用。请按要求回答下列问题。
(1)基态Fe原子的简化电子排布式为____。
(2)因生产金属铁的工艺和温度等因素不同;产生的铁单质的晶体结构;密度和性质均不同。
①用____实验测定铁晶体;测得A;B两种晶胞,其晶胞结构如图:
②A、B两种晶胞中含有的铁原子个数比为____。
③在A晶胞中,每个铁原子周围与它最近且相等距离的铁原子有____个。
(3)常温下,铁不易和水反应,而当撕开暖贴(内有透气的无纺布袋,袋内装有铁粉、活性炭、无机盐、水、吸水性树脂等)的密封外包装时,即可快速均匀发热。利用所学知识解释暖贴发热的原因:___。
(4)工业盐酸因含有[FeCl4]—而呈亮黄色,在高浓度Cl—的条件下[FeCl4]—才是稳定存在的。
①[FeCl4]—的中心离子是____,配体是____;其中的化学键称为____。
②取4mL工业盐酸于试管中,逐滴滴加AgNO3饱和溶液,至过量,预计观察到的现象有____,由此可知在高浓度Cl—的条件下[FeCl4]—才是稳定存在的。22、某温度时;在一个容积为2L的密闭容器中,三种气体X;Y、Z物质的量随时间的变化曲线如图所示。根据图中数据,试填写下列空白:
(1)该反应的化学方程式为_____________。
(2)反应开始至2min,气体Z的平均反应速率为__________________。
(3)以下说法能表示该反应已达平衡状态的是________________。
A.单位时间内生成0.03molZ的同时生成0.02mol的Y
B.X的消耗速率和Z的消耗速率相等。
C.混合气体的压强不变。
D.混合气体的密度不变23、已知砷(As)是第四周期ⅤA族元素;请回答下列问题:
(1)砷原子核外未成对电子数为___________。黄砷(As4)与白磷(P4)的结构类似,以下叙述正确的是___________(选填编号)。
A.分子中共价键键角均为10928’B.黄砷中共价键键能大于白磷。
C.黄砷分子极性大于白磷D.黄砷的熔点高于白磷。
(2)砷化氢的结构与氨气类似,写出砷化氢的电子式___________,其分子的空间构型为___________型,是___________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)As元素的非金属性比N元素弱,从原子结构的角度说明理由。___________。
(4)298K时,将20mL3xmol·L-1Na3AsO3、20mL3xmol·L-1I2和20mLNaOH溶液混合,发生反应:AsO(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO(aq)+2I-(aq)+H2O(l)。溶液中c(AsO)与反应时间(t)的关系如图所示。
①写出该反应的平衡常数表达式K=___________,平衡时,c(AsO)=___________mol·L-1(用含有x;y的代数式表示;溶液混合体积变化忽略不计)。
②tm时v逆___________tn时v逆(填“>”、“<”或“=”),理由是___________。当反应达到平衡后,下列选项正确的是___________(选填编号)。
A.2v(I-)=v(AsO)B.溶液的pH不再变化C.c(I-)=ymol·L-1D.c(AsO)/c(AsO)不再变化评卷人得分五、工业流程题(共1题,共7分)24、以炼锌厂的烟道灰(主要成分为ZnO,还含有少量Fe2O3、CuO、SiO2、MnO等)为原料可生产草酸锌晶体(ZnC2O4·2H2O);其工艺流程如图所示:
有关氢氧化物开始沉淀和沉淀完全的pH如下表:。氢氧化物Fe(OH)3Cu(OH)2Zn(OH)2开始沉淀时的pH1.94.25.4完全沉淀时的pH3.36.78.2
(1)酸浸后产生的金属阳离子主要有Zn2+,还有少量______;滤渣A的主要成分为______(填化学式)。
(2)盐酸酸浸过程中,为了提高浸取效率,可采取的措施有______(写出两条即可)。
(3)“除锰”过程中加入H2O2的作用为______(用离子方程式表示)。
(4)“调pH”控制溶液的pH范围为3.3≤pH<5.4,滤渣B的成分有______(填化学式)。
(5)生成滤渣C的离子方程式为______。
(6)滤液D和草酸锌晶体分离的操作为______(写操作名称)。评卷人得分六、有机推断题(共4题,共16分)25、碘番酸是一种口服造影剂;用于胆部X-射线检查。其合成路线如下:
已知:R1COOH+R2COOH+H2O
(1)A可发生银镜反应;A分子含有的官能团是___________。
(2)B无支链;B的名称为___________。B的一种同分异构体,其核磁共振氢谱只有一组峰,结构简式是___________。
(3)E为芳香族化合物;E→F的化学方程式是___________。
(4)G中含有乙基;G的结构简式是___________。
(5)碘番酸分子中的碘位于苯环上不相邻的碳原子上。碘番酸的相对分了质量为571;J的相对分了质量为193。碘番酸的结构简式是___________。
(6)口服造影剂中碘番酸含量可用滴定分析法测定;步骤如下。
第一步2称取amg口服造影剂,加入Zn粉、NaOH溶液,加热回流,将碘番酸中的碘完全转化为I-;冷却;洗涤、过滤,收集滤液。
第二步:调节滤液pH,用bmol·L-1AgNO3溶液滴定至终点,消耗AgNO3溶液的体积为cmL。已知口服造影剂中不含其它含碘物质。计算口服造影剂中碘番酸的质量分数___________。:26、X;Y、Z、W、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素;X与Y位于不同周期,X与W位于同一主族;原子最外层电子数之比N(Y):N(Q)=3:4;Z的原子序数等于Y、W、Q三种元素原子的最外层电子数之和。请回答下列问题:
(1)Y元素在周期表中的位置是______________;QX4的电子式为_____________。
(2)一种名为“PowerTrekk”的新型充电器是以化合物W2Q和X2Z为原料设计的,这两种化合物相遇会反应生成W2QZ3和气体X2,利用气体X2组成原电池提供能量。
①写出W2Q和X2Z反应的化学方程式:______________。
②以稀硫酸为电解质溶液,向两极分别通入气体X2和Z2可形成原电池,其中通入气体X2的一极是_______(填“正极”或“负极”)。
③若外电路有3mol电子转移,则理论上需要W2Q的质量为_________。27、已知A;B、C、E的焰色反应均为黄色;其中B常作食品的膨化剂,A与C按任意比例混合,溶于足量的水中,得到的溶质也只含有一种,并有无色、无味的气体D放出。X为一种黑色固体单质,X也有多种同素异形体,其氧化物之一参与大气循环,为温室气体,G为冶炼铁的原料,G溶于盐酸中得到两种盐。A~H之间有如下的转化关系(部分物质未写出):
(1)写出物质的化学式:A______________;F______________。
(2)物质C的电子式为______________。
(3)写出G与稀硝酸反应的离子方程式:____________________________。
(4)已知D→G转化过程中,转移4mol电子时释放出akJ热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________。
(5)科学家用物质X的一种同素异形体为电极,在酸性介质中用N2、H2为原料,采用电解原理制得NH3,写出电解池阴极的电极反应方程式:____________________。28、甲;乙、丙是都含有同一种元素的不同物质;转化关系如下图:
(1)若甲是CO2。
①常用于泡沫灭火器的是_______(填“乙”或“丙”;下同)。
②浓度均为0.01mol·L-1的乙溶液和丙溶液中,水的电离程度较大的是_________。
(2)若甲是Al。
①Al的原子结构示意图为__________。
②当n(Al)︰n(NaOH)︰n(H2SO4)=1︰1︰2时,丙的化学式是_________。
(3)若甲是Cl2。
①甲转化为乙的离子方程式是____________。
②已知:TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(l)+2CO(g)△H=-81kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221kJ·mol-1
写出TiO2和Cl2反应生成TiCl4和O2的热化学方程式:_________。
③常温下,将amol·L-1乙溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液等体积混合生成丙,溶液呈中性,则丙的电离平衡常数Ka=___________(用含a的代数式表示)。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、C【分析】【分析】
根据锂离子移动方向以及得失电子难易程度课分析出a电极为电池负极b电极为电池正极。
【详解】
A.放电时,FePO4得电子;发生还原反应,A错误;
B.放电时,负极的电极反应式为Al+7AlCl-3e-=4Al2Cl正极电极反应式为Li++e-+FePO4=LiFePO4,故放电过程中电解质溶液中Li+的浓度减小;B错误;
C.放电时,Al做负极,电极反应式为Al+7AlCl-3e-=4Al2ClC正确;
D.充电时原电池的正极接外接电源的正极;原电池负极接外接电源负极,故D错误;
所以答案选C。2、C【分析】【详解】
A.单斜硫和正交硫是由S元素形成的不同单质;故正交硫和单斜硫互为同素异形体,故A错误;
B.①S(斜方,s)②S(单斜,s)①-②可得,S(斜方,s)=S(单斜,s),由图可知,在相同条件下,斜方硫转变为单斜硫需要升温,即则故B错误;
C.图中F→G过程为固态硫的气化;由斜方晶体先变为单斜硫再变为气体,过程中发生了化学变化,除了破坏了分子间作用力外,还破坏了共价键,故C正确;
D.由图可知;温度高于119℃时,单斜硫是固态,需要增大压强单斜硫才能发生液化现象,故D错误;
故选C。3、C【分析】【分析】
【详解】
A.甲装置中没有形成闭合回路;不能构成原电池,A错误;
B.乙装置中左侧的试管中是食盐水浸过的铁钉;溶液不是酸性,因此发生的是吸氧腐蚀,B错误;
C.反应2NO2N2O4的正反应为放热反应;根据勒夏特列原理,热水中的烧瓶平衡逆向移动,颜色变深,冷水中的烧瓶平衡正向移动,颜色变浅,C正确;
D.由于盐酸中的HCl有挥发性,因此HCl可以通过导管进入Na2SiO3中,也可以生成H2SiO3,因此不能说明H2CO3的酸性比H2SiO3强;D错误;
故选C。4、A【分析】【详解】
A.硝酸可能氧化亚硫酸根离子生成硫酸根;硫酸根与银离子结合生成沉淀,由实验现象可知,溶液中可能含有亚硫酸根离子,故A错误;
B.油脂含有酯基;加热时与氢氧化钠溶液发生水解反应,生成高级脂肪酸钠和甘油均溶于水,则水面上无有油滴与油膜,则B正确;
C.酸性溶液中碘酸钾和碘化钾反应生成单质碘,溶液变蓝,则氧化性:酸性条件下>I2;故C正确;
D.根据题中分析氯化铁量不足;反应后滴加KSCN溶液,可知溶液含铁离子,则铁离子不能完全转化,证明反应为可逆反应,故D正确。
综上所述,答案为A。5、C【分析】【分析】
【详解】
A.由于2Li+2H2O=2LiOH+H2↑,故该电池不能选用Li2C2O4水溶液作为电解质溶液;A错误;
B.用Mo2C作催化剂时,发生的总反应为:2Li+2CO2=Li2C2O4,故负极每消耗7gLi,消耗1molCO2,故正极消耗标准状况下1mol×22.4L/mol=22.4LCO2;且未告知气体是否在标准状况下,无法计算气体的体积,B错误;
C.用Au作催化剂时,产物为Li2CO3和C,故CO2放电的电极反应式为4Li++4e−+3CO2=2Li2CO3+C;C正确;
D.有反应方程式可知,2Li+2CO2=Li2C2O4,4Li+3CO2=2Li2CO3+C可知,生成等物质的量Li2C2O4和Li2CO3消耗CO2的量不相同;电路中转移电子数相同,D错误;
故答案为:C。6、C【分析】【详解】
A.生铁是碳铁合金;在有水的情况下,碳铁会形成原电池,发生吸氧腐蚀,A错误;
B.因为铁的金属性大于锡;当马口铁破损后,铁裸露出来,铁和锡形成原电池,铁做负极被氧化,从而发生生锈现象,B错误;
C.铜器皿在高温和氧气反应生成氧化铜;是化学腐蚀,不是电化学腐蚀,C正确;
D.铜和铝导线相连;会形成铝铜原电池,铝易失电子,做负极,加速铝的氧化,能用电化学解释,D错误;
故选C。7、B【分析】【详解】
①反应:E(g)+F(s)2G(g)为气体分子数增加的反应,增大压强,平衡逆向移动,G的体积分数减小,由表中数据可知,升高温度,增大压强时,G的体积分数增大,故反应为吸热反应,H>0,则b<f;故①错误;
②915℃、2.0MPa条件下,平衡时G的体积分数为0.75,则E的体积分数为0.25,而G的变化量为0.75,则E的变化量为0.375,可知E的初始量为0.625,则E的转化率为×100%=60%;故②正确;
③反应:E(g)+F(s)2G(g)为气体分子数增加的反应,则该反应的S>0;故③错误;
④根据①,反应为吸热反应,H>0,升高温度平衡正向移动,平衡常数增大,则K(1000℃)>K(810℃);故④正确;
说法正确的为②④,答案选B。二、填空题(共7题,共14分)8、略
【分析】分析:(1)根据ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量计算;
(2)I.根据原电池的工作原理分析解答;
II.锌作负极;失去电子,银作正极,溶液中的氢离子在正极放电,据此解答。
详解:(1)1g氢气完全燃烧放出热量121.6kJ;则2mol氢气即4g氢气完全燃烧放出热量为4×121.6kJ=486.4kJ;其中断裂1molH-H键吸收436kJ,断裂1molO=O键吸收496kJ,因此有2×436+496-2×2×x=-486.4,解得x=463.6,即形成1molH-O键放出热量为463.6kJ;
(2)I.根据电子的流向可知a电极是负极,b电极是正极。则。
①原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则溶液中OH-移向a电极。
②b电极是正极,氧气得到电子转化为氢氧根,氢氧根浓度增大,则b电极附近pH增大;
③如把氢气改为甲烷,由于电解质溶液显碱性,则负极甲烷失去电子转化为碳酸根,电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,正极氧气得到电子,电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
II.金属性锌大于银,锌作负极,失去电子,银作正极,溶液中的氢离子在正极放电。若该电池中两电极的总质量为60g,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47g,减少的质量就是参加反应的锌的质量,为13g,物质的量是13g÷65g/mol=0.2mol,转移0.4mol电子,根据电子得失守恒可知生成氢气是0.4mol÷2=0.2mol,在标准状况下的体积是0.2mol×22.4L/mol=4.48L。【解析】463.6kJa增大O2+2H2O+4e-=4OH-CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O4.489、略
【分析】【分析】
甲池为燃料电池;通入甲烷的电极为负极,通入氧气的电极为正极;乙池为电解池,A与原电池正极相连为阳极,B为阴极;丙池为电解池,C为阳极,D为阴极,据此根据电子守恒分析回答。
【详解】
甲池为燃料电池,通入燃料的电极为负极,电极反应为:通入氧气的电极为正极,电极反应为:乙池为电解池,A与原电池正极相连为阳极,电极反应为:B为阴极,电极反应为:丙池为电解池,C为阳极,电极反应为:D为阴极,电极反应为:
(1)甲池为原电池装置;乙池为电解池装置,故答案为:原电池;电解池;
(2)D为阴极;A为阳极,故答案为:阴极;阳极;
(3)通入甲烷的电极为负极,发生氧化反应,电极反应为:通入氧气的电极为正极,发生还原反应,电极反应为:
(4)丙池为电解氯化钠溶液,总反应方程式为:
(5)当乙池中B(Ag)极的质量增加4.32g时,根据电极反应转移电子是由于电子守恒和电极反应可知氧气的物质的量为0.01mol,则消耗氧气的体积为故答案为:224。【解析】①.原电池②.电解池③.阴极④.阳极⑤.⑥.⑦.⑧.22410、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)目前人工固氮最有效的方法就是利用氮气与氢气在高温高压催化剂的条件下化合形成氨气。(2)发生该反应需要断裂一摩尔氮氮键,与一摩尔的氧氧键,并且要形成2摩尔的氮氧键,所以该反应ΔH为+180kJ∙mol-1。氮气非常稳定,要想断裂氮氮三键需要吸收很高的能量。(3)A点与C点的压强均比100KP小,所以B点压强最大。②由图可知,此时NO2的平衡转化率为80%,假设反应开始NO2为2mol,则反应结束时,NO2为0.4mol,N2O4为0.8mol,所以N2O4的物质的量分数为66.7%,混合气体中某一气体的的分压与其物质的量分数一致,所以N2O4的分压为66.7KPa,平衡常数的计算公式为:气体分压与气体的浓度均可以来计算平衡常数。③由题意知;首先一氧化氮与氧气会完全转化为Vml的二氧化氮,接着二氧化氮会以80%的转化率转化为0.4V的N2O4,并且剩余0.2V的二氧化氮,所以气体总体积为0.6V。(4)活塞既然已经固定说明反应已经达到平衡,NO2红棕色,N2O4无色,而由题意知该反应为放热反应,放置一会之后温度下降,反应向正反应方向进行,所以颜色会继续变浅。
考点:重点考查涉及化学反应平衡的问题。【解析】(1)N2+3H22NH3(1分)
(2)+180(1分)N2分子中化学键很稳定;反应需要很高的活化能(1分)
(3)①B(2分)
②66.7%(1分)66.7(1分)
(2分)
③0.6V(2分)
(4)变浅(1分)活塞固定时2NO2(g)N2O4(g)已达平衡状态,因反应是放热反应,放置时气体温度下降,平衡向正反应方向移动,NO2浓度降低。(3分)11、略
【分析】【详解】
(1)由图可知10-25min平衡状态时,X表示的生成物的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,Y表示的反应物的浓度变化量为(0.6-0.4)mol/L=0.2mol/L,X表示的生成物的浓度变化量是Y表示的反应物的浓度变化量的2倍,所以X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线;根据图像可知,b点和d点的物质的量浓度不再发生变化,所以b和d点是平衡状态;
(2)①前10min内NO2的浓度由0.2mol/L变到0.6mol/L,化学反应速率v(NO2)=mol·L-1·min-1;
②0~15min,平衡时NO2的浓度是0.6mol/L,N2O4的浓度是0.4mol/L,所以反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数Kb=
③平衡常数只受温度影响,温度不变,平衡常数不变,平衡常数Kd=Kb;
(3)催化剂不影响平衡,加入NO2后平衡正向移动,所以若要达到与最后相同的化学平衡状态,还可通过增大压强,使平衡也同样正向移动;或者采取降低温度的方法,使平衡正向移动;也可以向容器中充入一定量N2O4,因为这样相当于增大容器中气体的压强,使得NO2的转化率提高;即达到与最后的平衡相同的平衡状态,综上所述,BD符合题意。
所以答案选BD。【解析】Xbd0.04Kb==BD12、略
【分析】【详解】
(1)C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g),平衡常数
(2)①依据实验1温度700℃,起始时一氧化氮的物质的量是0.4mol,平衡时氮气的物质的量是0.09mol,实验2温度800℃,起始时一氧化氮的物质的量是0.4mol,平衡时氮气的物质的量是0.10mol,开始一氧化氮的起始物质的量相同,升高温度,平衡时氮气的物质的量增大,说明升高温度平衡正向移动,则正反应是吸热反应,即△H>0;
②a.反应前后气体质量变化;体积不变,当容器内气体密度恒定说明反应达到平衡状态,故a正确;
b、容器内气体质量变化,气体总物质的量不变,当平均摩尔质量恒定说明反应达到平衡状态,故b正确;
c、容器内N2和CO2物质的量之比恒定;不能说明处于平衡状态,故c错误;
d、速率之比等于化学方程式计量数之比,2v正(NO)=v逆(N2);速率之比不等于化学计量,故d错误;
故答案为:ab;
(3)①0~10min内,反应中生成一氧化氮的物质的量0.4mol,则反应的二氧化碳物质的量为0.2mol,CO2平均反应速率=
②图中A点反应未达到平衡状态,生成物一氧化氮的物质的量随时间增加,说明反应正向进行,正反应速率大于逆反应速率,即v正>v逆;
③第10min时改变条件;一氧化氮的物质的量增加,生成速率增大,氮气物质的量减小,反应速率增大,说明改变的条件使反应速率加快,反应正向进行;
a;加催化剂加快反应速率;故a正确;
b、增大C的物质的量,不影响化学反应速率,故b错误;
c;增大压强平衡不移动;故c错误;
d;升温加快反应速率;故d正确;
故答案为:ad。【解析】>温度升高,生成物的物质的量增大,平衡正向移动,正反应是吸热反应ab>ad13、略
【分析】【分析】
(1)根据开始时pH计算c(H+),再根据Kw中c(H+)、c(OH-)的关系计算溶液的c(OH-),结合NH3·H2O的电离平衡计算平衡时溶液的各种微粒的浓度;代入平衡常数表达式,可计算出K的大小;
(2)滴定时,由b点到c点的过程中;根据水的离子积常数;氨水的电离平衡、氯化铵的水解平衡只与温度有关来分析。
【详解】
(1)滴定前氨水pH=11,则溶液中c(H+)=10-11mol/L,利用水的离子积得c(OH-)=mol/L=10-3mol/L,在氨水中存在电离平衡:NH3·H2ONH4++OH-,则一水合氨的电离平衡常数K==≈10-5;
(2)在b点时;溶质为氨水和氯化铵,氨水的电离程度大于氯化铵的水解程度,溶液为碱性,对水的电离平衡起到抑制作用;
在c点时;溶质为氨水和氯化铵,氨水的电离程度等于氯化铵的水解程度,溶液为中性,对水的电离平衡无影响;
在d点时,溶质为氯化铵,氯化铵发生水解,使溶液显酸性,对水的电离平衡起促进作用,所以b、c、d三点时的溶液中,水电离的c(OH-)大小顺序是:d>c>b。
【点睛】
本题以HCl溶液滴定NH3•H2O曲线为载体,考查盐类的水解、溶液离子浓度的大小比较,注意离子浓度大小比较中电荷守恒、质子恒等式、物料守恒等量关系式的利用,酸、碱电离产生H+、OH-离子,抑制水的电离,强酸弱碱盐或强碱弱酸盐会消耗水电离产生的OH-或H+,对水的电离平衡起促进作用,准确判断溶液中溶质的成分是比较水电离程度的关键。【解析】①.10-5②.d>c>b14、略
【分析】【详解】
(1)池放电时的反应式为:2FeCl3+Fe=3FeCl2,失电子的电极Fe是负极,得电子的电极是正极,正极发生还原反应:Fe3++e-=Fe2+;电解质溶液为FeCl3溶液;故答案为:Fe;Fe3++e-=Fe2+;FeCl3溶液;
(2)①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极a为原电池的负极,该极上是燃料发生失电子的氧化反应,即CH4+10OH−−8e−=CO+7H2O,通氧气的电极b是正极,故答案为:正;CH4+10OH−−8e−=CO+7H2O;
②铅蓄电池为生活中常用的二次电池,放电时的反应为:PbO2+Pb+2H2SO4═PbSO4+2H2O,铅蓄电池负极发生氧化反应,电极反应式为Pb+SO−2e−═PbSO4,充电时,铅蓄电池的Pb极应与外加直流电源的负极相连,蓄电池的PbO2极应与外加直流电源的正极相连作阳极,阳极的电极反应式为PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO+4H+,故答案为:Pb-2e-+SO=PbSO4;负;PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO+4H+;
(3)以铅蓄电池为电源精炼粗铜,粗铜做阳极,纯铜做阴极,当阴极增重128g时,即析出金属铜是2mol,所以转移电子是4mol,根据电池反应:PbO2+Pb+2H2SO4═PbSO4+2H2O,消耗硫酸的物质的量是4mol,故答案为:阳;4mol。【解析】FeFe3++e-=Fe2+FeCl3溶液正CH4+10OH−−8e−=CO+7H2OPb-2e-+SO=PbSO4负PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO+4H+阳4mol三、判断题(共5题,共10分)15、A【分析】【详解】
放热过程有自发进行的倾向性,但并不一定能自发进行,吸热过程没有自发进行的倾向性,但在一定条件下也可自发进行,正确。16、B【分析】【详解】
镍镉电池不能随意丢弃的主要原因是镍、镉属于重金属,会对环境造成严重的污染,故错误。17、A【分析】【分析】
【详解】
pH计可准确的测定溶液的pH,即可为测得某溶液的pH为7.45,故答案为:正确。18、A【分析】【分析】
【详解】
在任何条件下,纯水电离产生的c(H+)=c(OH-),因此纯水都呈中性,故该说法是正确的。19、B【分析】【详解】
酸碱指示剂本身就是弱酸或弱碱,加入过多会使中和滴定结果产生较大误差。四、结构与性质(共4题,共24分)20、略
【分析】【分析】
【详解】
(4)(CN)2(g)+2O2(g)=2CO2(g)+N2(g)2(CO2)-[(CN)2]=-1095kJ·mol-12(CO2)=-1095kJ·mol-1+[(CN)2]
C2H2(g)+2.5O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)2(CO2)+(H2O)-(C2H2)=-1300kJ·mol-12(CO2)=-1300kJ·mol-1+286kJ·mol-1+227kJ·mol-1
[(CN)2]=1095kJ·mol-1-1300kJ·mol-1+286kJ·mol-1+227kJ·mol-1=308kJ·mol-1【解析】HgCl2+Hg(CN)2=Hg2Cl2+(CN)2(CN)2(g)+2O2(g)=2CO2(g)+N2(g)308kJ·mol-1或2CN-+5ClO-+H2O=2HCO+N2+5Cl-21、略
【分析】(1)
铁元素的原子序数为26,基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,故答案为:[Ar]3d64s2;
(2)
①用X射线衍射可以测得铁晶体的晶胞结构;故答案为:X射线衍射;
②由晶胞结构可知,晶胞A中位于顶点和体心的铁原子个数为8×+1=2,晶胞B中位于顶点和面心的铁原子个数为8×+6×=4;则A;B两种晶胞中含有的铁原子个数比为1:2,故答案为:1:2;
③由晶胞结构可知;在A晶胞中,位于顶点的铁原子与位于体心的铁原子的距离最近,则每个铁原子周围与它最近且相等距离的铁原子有8个,故答案为:8;
(3)
由铁的吸氧腐蚀原理可知;解释暖贴发热的原因是暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水;无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池,铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热,故答案为:暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水、无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池,铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热;
(4)
①四氯合铁离子中具有空轨道的铁离子为配离子的中心离子,具有孤对电子的氯离子是配体,中心离子铁离子与配体氯离子形成配位键,故答案为:Fe3+;Cl—;配位键;
②亮黄色的工业盐酸中存在如下平衡:[FeCl4]—Fe3++4Cl—,向盐酸中逐滴滴加硝酸银饱和溶液至过量时,溶液中氯离子与滴入的银离子反应生成氯化银白色沉淀,溶液中的氯离子浓度减少,络合平衡向右移动,四氯合铁离子的浓度减小,溶液的亮黄色逐渐变浅说明在高浓度氯离子的条件下四氯合铁离子才是稳定存在的,故答案为:白色沉淀、亮黄色逐渐变浅至褪去。【解析】(1)[Ar]3d64s2
(2)X射线衍射1:28
(3)暖贴无纺布袋内的铁粉和活性炭在水;无机盐的环境中与氧气接触形成了铁碳原电池;铁粉做负极,失去电子被氧化,氧气在碳粉正极得电子被还原,原电池反应加速了铁粉被氧化放热。
(4)Fe3+Cl—配位键白色沉淀、亮黄色逐渐变浅22、略
【分析】【详解】
(1)据图可知X、Y的物质的量减少为反应物,Z的物质的量增加为生成物,且最终反应物和生成物共存,所以该反应为可逆反应,2min内Δn(X):Δn(Y):Δn(Z)=0.75mol:0.50mol:0.75mol=3:2:3,所以化学方程式为3X+2Y3Z;
(2)据图可知反应开始至2min,Δn(Z)=0.75mol,容器体积为2L,所以v(Z)==0.125mol/(L•min);
(3)A.生成Z为正反应;生成Y为逆反应,所以单位时间内生成0.03molZ的同时生成0.02mol的Y即正逆反应速率相等,反应达到平衡,故A符合题意;
B.消耗X为正反应;消耗Z为逆反应,且X和Z的计量数之比为1:1,所以X的消耗速率和Z的消耗速率相等说明反应达到平衡,故B符合题意;
C.反应前后气体系数之和不相等;容器体积不变,所以未平衡时混合气体的压强会发生变化,当压强不变时说明反应达到平衡,故C符合题意;
D.该反应中反应物和生成物均为气体;容器恒容,所以混合气体的密度一直不变,故不能说明反应平衡,故D不符合题意;
综上所述答案为ABC。
【点睛】
当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,解题时要注意,选择判断的物理量,随着反应的进行发生变化,当该物理量由变化到定值时,说明可逆反应到达平衡状态。【解析】3X+2Y3Z0.125mol/(L•min)ABC23、略
【分析】【分析】
按核外电子排布规律、原子结构、元素的位置和元素性质的相互关系回答;对反应AsO(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO(aq)+2I-(aq)+H2O(l);按平衡常数的定义;结合数据计算平衡浓度、由化学平衡的特征判断说法的正误;
【详解】
(1)砷原子核外最外层电子排布式为4s24p3,按洪特规则,3个p电子分别占据3个p轨道,故未成对电子数为3。黄砷(As4)与白磷(P4)的结构类似,则A.分子中共价键键角均为60;A错误;B.砷原子半径大于磷,黄砷中共价键不如白磷牢固,即键能小于白磷,B错误;C.黄砷分子是同种元素组成的非金属单质,分子内只有非极性键,属于非极性分子,C错误;D.结构相似,黄砷相对分子质量比白磷大;分子间作用力比白磷大,熔点高于白磷,故叙述正确的是D。
(2)砷化氢的结构与氨气类似,则砷化氢的电子式为其分子的空间构型为三角锥型,分子内正电荷重心和负电荷重心不重叠,是极性分子。
(3)N和As元素均位于ⅤA族;具有相同的最外层电子数,因为As原子的电子层数大于N,其原子半径大于N,故As原子的得电子能力小于N,As元素的非金属性弱于N。
(4)①按定义,反应AsO(aq)+I2(aq)+2OH-(aq)AsO(aq)+2I-(aq)+H2O(l)的平衡常数表达式由表知,平衡时,c(AsO)=ymol·L-1,则反应过程中消耗n(AsO)=0.06L×ymol。则平衡时
②由图可知,tm时,c(AsO)<ymol·L-1,则反应从正方向建立平衡,从tm到tn,生成物浓度不断升高,逆反应速率也不断增大v逆<n时v逆。当反应达到平衡后;则:
A.v(I-)=2v(AsO);未表示出是否为正逆反应速率,A错误;
B.平衡时各成分的浓度不再变化;则溶液的pH不再变化,B正确;
C.平衡时各成分的浓度不再变化,c(I-)=2c(AsO)=2ymol·L-1;C错误;
D.平衡时各成分的浓度不再变化,c(AsO)/c(AsO)不再变化;D正确;
选项正确的是BD。【解析】3D三角锥极性两者具有相同的最外层电子数,因为As原子的电子层数大于N,其原子半径大于N,故As原子的得电子能力小于N,As元素的非金属性弱于Nx-y小于由图可知,从tm到tn,生成物浓度不断升高,逆反应速率也不断增大BD五、工业流程题(共1题,共7分)24、略
【分析】【分析】
用盐酸酸浸时SiO2不溶解,过滤分离,滤渣A为SiO2,滤液中加入过氧化氢进行除锰,再通过调节溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,过滤分离,滤液中再加入ZnS,Cu2+转化为CuS沉淀;过滤除去的滤渣C为CuS,滤液中主要为氯化锌,加入草酸铵得到草酸锌晶体,最终的滤液中含有氯化铵等。
【详解】
(1)用盐酸酸浸时SiO2不溶解,过滤后,滤渣为SiO2,酸浸后产生的阳离子主要有Zn2+,还有少量Fe3+、Cu2+、Mn2+,故答案为:Fe3+、Cu2+、Mn2+;SiO2;
(2)提高浸取效率;可以采取的措施有
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