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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2025年人民版选择性必修1化学上册阶段测试试卷4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5题,共10分)1、研究小组采用电解法(惰性电极)将含有Al(OH)3、MnO2和少量Na2CrO4的浆液分离成固体混合物和含铬元素的溶液;装置如下。
下列说法不正确的是A.阳极的电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+B.CrO42-通过阴离子交换膜进入阳极室,从而实现与浆液的分离C.阴极室生成的物质可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离D.适当增大电压,CrO42-也可在阴极室转化为Cr(OH)3除去2、已知:①2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ·mol-1
则制备水煤气的反应C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)的△H为()A.+262.6kJ·mol-1B.-131.3kJ·mol-1C.-352.3kJ·mol-1D.+131.3kJ·mol-13、Ni可活化C2H6放出CH4;其反应历程如图所示:
下列关于活化历程的说法错误的是()A.决速步骤:中间体2→中间体3B.总反应为Ni+C2H6→NiCH2+CH4C.Ni—H键的形成有利于氢原子的迁移D.涉及非极性键的断裂和生成4、在一恒温恒容容器中,发生反应:2A(g)+B(s)C(g)+D(g),下列描述中能表明反应已达到平衡状态的有()个。
①单位时间内生成nmolD,同时生成2nmolA②混合气体的密度不变③混合气体的压强不变④混合气体的平均相对分子质量不变⑤C(g)的物质的量浓度不变⑥容器内A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零A.4B.5C.6D.75、要在铁制品上镀上一定厚度的锌层,以下设计方案正确的是A.锌作阳极,铁制品作阴极,溶液含有锌离子B.铂作阴极,铁制品作阳极,溶液含有锌离子C.铁作阳极,铁制品作阴极,溶液含有亚铁离子D.锌用阴极,铁制品作阳极,溶液含有锌离子评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)6、H2S广泛用于金属精制、农药、医药、催化剂再生。在石油化工、冶金等行业产生的废气中含有较多的H2S,脱除废气中的H2S对于保护环境;合理利用资源有着现实而重要的意义。请回答下列问题:
(1)在催化条件下活性炭脱除煤气中的H2S(g),将其转化为H2(g)和S(s)。
已知H2S(g)+(g)=H2O(l)+SO2(g)△H1=-562.6kJ·mol-1,H2(g)和S(s)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ·mol-1、-296.6kJ·mol-1。则反应H2S(g)H2(g)+S(s)△H2=___kJ·mol-1。
(2)T℃时,将3molH2S气体充入体积为2L的恒容密闭容器中,发生反应H2S(g)H2(g)+S(s),10min后反应达到化学平衡,测得容器中混合气体总压强为pkPa,此时混合气体中H2与H2S的物质的量之比为2:1。
①0~10min内容器中生成H2(g)的反应速率为___mol·L-1·min-1。
②H2S的转化率为___(保留三位有效数字)。
③该温度下,反应的化学平衡常数Kp=___kPa(Kp为以分压表示的平衡常数;分压=总压×体积分数)。
④一定温度下,在恒容的密闭容器中发生反应:H2S(g)H2(g)+S(s);当下列条件不再改变时,表明反应已达到平衡状态的是___(填标号)。
A.单位时间内消耗amolH2S(g),同时生成amolH2(g)
B.混合气体的平均摩尔质量不再变化。
C.混合气体的密度不再变化。
D.容器内气体的压强不变。
(3)科学家设计出质子膜H2S燃料电池,实现了利用H2S废气资源回收能量并得到单质硫。质子膜H2S燃料电池的结构示意图如图所示。
①电极a为电池的___极。
②电极b上的电极反应式为___。
③每17gH2S参与反应,有___molH+经质子膜进入b极区。7、乙醇是重要的有机化工原料;可由乙烯直接水合法或间接水合法生产。回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H)。再水解生成乙醇。乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)的与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是:___。
(2)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1)
①图中压强P1、P2、P3、P4的大小顺序为:___,理由是:___。
②气相直接水合法党采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,n(H2O)︰n(C2H4)=0.6︰1。乙烯的转化率为5℅。若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有:___、___。8、(1)双氧水(H2O2)是一种绿色氧化剂;它的电子式为__。
(2)在常压下;乙醇的沸点(78.2℃)比甲醚的沸点(-23℃)高。主要原因是__。
(3)联氨(又称肼,分子式N2H4)是一种应用广泛的化工原料;可用作火箭燃料。联氨为二元弱碱,在水中的电离方程式与氨相似。
①肼的水溶液显碱性原因是__(请用肼在水中一级电离的方程式来表示)。
②联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为__。9、(1)请用下列4种物质的序号填空:①O2②NH4NO3③K2O2④NH3,既有离子键又有极性键的是________。
请按要求完成下列问题:
(2)已知丙烷(C3H8)的燃烧热是-2219.9kJ/mol,请写出丙烷燃烧的热化学方程式:_________________________________________。
(3)当它氧化生成1gH2O(l)时放出的热量是:______________________________。
(4)已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH=-285.8kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH=-110.5kJ·mol-1
④C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ·mol-1
回答下列问题:
①H2的燃烧热ΔH为______;C的燃烧热为______。
②燃烧1gH2生成液态水,放出的热量为________。
③已知CO的燃烧热为283.0kJ·mol-1,现有CO、H2和CO2组成的混合气体116.8L(标准状况),完全燃烧后放出总能量为867.9kJ,且生成18g液态水,则混合气体中H2为______L,CO在混合气体中的体积分数约为______(精确至小数点后2位)。10、钢铁很容易生锈而被腐蚀;每年因腐蚀而损失的钢铁占世界钢铁年产量的四分之一。请回答钢铁在腐蚀;防护过程中的有关问题。
(1)下列哪个装置可防止铁棒被腐蚀________________。
(2)某学生在A;B、C、D四只小烧瓶中分别放入:干燥的细铁丝;浸过食盐水的细铁丝;浸过清水的细铁丝;食盐水及细铁丝;并使铁丝完全浸没在食盐水中。然后装配成如图所示的四套装置,每隔一段时间测量导管中水面上升的高度,结果如下表所示(表中所列数据为导管中水面上升的高度/cm)
不同时间水面上升的高度。
①上述实验中;铁生锈的速率由大到小的排列顺序为(填小烧瓶号):_______。
②实验中的铁生锈属于电化学腐蚀的__________(填腐蚀类型)。
③写出铁腐蚀正极的电极反应式:________________________________
④镀铜可防止铁制品腐蚀;电镀时用_______作阳极.
⑤利用图装置;可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒;为减缓铁的腐蚀,开关K应置于___________________处。若X为锌棒,开关K置于M处,该电化学防护法称为______________
⑥2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O反应中Cu被腐蚀,若将该反应设计为原电池,其正极电极反应式为____________________。11、下表是常温下几种常见弱酸的电离平衡常数,回答下列问题:。弱酸电离平衡常数KCH3COOHK=1.6×10−5H2C2O4K1=5.9×10−2K2=6.4×10−5H2CO3K1=4.4×10−7K2=5.6×10−11H2SK1=9.1×10−8K2=1.1×10−15
(1)某温度下,纯水中的c(H+)=2.0×10−7mol/L,则此时溶液中c(OH−)为______________mol/L;此时温度________25℃(填“大于”,“小于”或“等于”),若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=8.0×10−6mol/L,则由水电离出的c(H+)为__________mol/L。
(2)下列四种离子结合H+能力最强的是_________。
A.HCOB.C2OC.S2−D.CH3COO−
(3)该温度下1.0mol·L−1的CH3COOH溶液中的c(H+)=__________mol·L−1
(4)常温下,加水稀释0.1mol·L−1的H2C2O4溶液,下列说法正确的是___________。
A.溶液中n(H+)×n(OH−)保持不变。
B.溶液中水电离的c(H+)×c(OH−)保持不变。
C.溶液中c(HC2O)/c(H2C2O4)保持不变。
D.溶液中c(OH−)增大12、我国力争于2030年前做到碳达峰,2060年前实现碳中和。利用反应:ΔH,可减少CO2排放;并合成清洁能源。
(1).该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①CO2(g)+H2(g)H2O(g)+CO(g)ΔH1=+41kJ·mol-1
②CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)ΔH2=-90kJ·mol-1
总反应的ΔH=___________kJ·mol-1;若反应①为慢反应,下列示意图中能体现上述反应能量变化的是___________(填标号)。
(2).500℃时,在容积为2L的密闭容器中充入3molCO2和8molH2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),测得t=5min时,反应达到平衡,此时n(CO2)=1.0mol。从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=___________;该可逆反应的平衡常数为___________;平衡时H2的转化率为___________。
(3).向恒容密闭容器中加入适量催化剂,并充入一定量的H2和CO2合成甲醇,经相同反应时间测得CO2的转化率[α(CO2)]与反应温度的变化关系如图所示。
①温度为T1~T2℃时,CO2的转化率升高,可能原因是___________。
②温度为T2~T3℃时,CO2的转化率降低,可能原因是___________。评卷人得分三、判断题(共8题,共16分)13、化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关。___A.正确B.错误14、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15、温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等。(______________)A.正确B.错误16、25℃时,纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等。(______________)A.正确B.错误17、pH试纸使用时不需要润湿,红色石蕊试纸检测气体时也不需要润湿。(___)A.正确B.错误18、新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)。(_______)A.正确B.错误19、影响盐类水解的因素有温度、浓度、压强等。(_______)A.正确B.错误20、滴定终点就是酸碱恰好中和的点。(____________)A.正确B.错误评卷人得分四、工业流程题(共2题,共10分)21、硼酸(H3BO3)是一种重要的化工原料,广泛应用于玻璃、医药、肥料等工艺。一种以硼镁矿(含Mg2B2O5·H2O、SiO2及少量Fe2O3、Al2O3)为原料生产硼酸及轻质氧化镁的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)在95℃“溶浸”硼镁矿粉,产生的气体在“吸收”中反应的化学方程式为_________。
(2)“滤渣1”的主要成分有_________。为检验“过滤1”后的滤液中是否含有Fe3+离子,可选用的化学试剂是_________。
(3)根据H3BO3的解离反应:H3BO3+H2OH++B(OH)−4,Ka=5.81×10−10,可判断H3BO3是_______酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是_______________。
(4)在“沉镁”中生成Mg(OH)2·MgCO3沉淀的离子方程式为__________,母液经加热后可返回___________工序循环使用。由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是_________。22、方铅矿(主要成分为PbS,含有杂质FeS等)和软锰矿(主要成分为MnO2,还有少量Fe2O3,Al2O3等杂质)制备PbSO4和Mn3O4的工艺流程如下:
已知:①浸取中主要反应:PbS+MnO2+4HCl=MnCl2+PbCl2+S+2H2O
②PbCl2难溶于冷水,易溶于热水;PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌(aq)ΔH>0
③Mn3O4是黑色不溶于水的固体,制备原理为:6MnCl2+O2+12NH3·H2O=2Mn3O4↓+12NH4Cl+6H2O
(1)根据图像分析,“浸取”过程反应的最佳条件是_______。
(2)请从化学平衡移动的角度分析加入饱和NaCl溶液的目的是_______。
(3)“浸取”过程中MnO2将Fe2+氧化的离子方程式为_______。
(4)加入物质A可用于调节酸浸液的pH值,使有些金属离子转化为沉淀,物质A可以是__(填字母)。
A.MnCO3B.NaOHC.ZnOD.PbO
(5)已知:反应温度和溶液pH对Mn3O4的纯度和产率影响分别如图-1、图-2所示,请补充完整由滤液X制备Mn3O4的实验方案:_______,真空干燥4小时得产品Mn3O4.(实验中须使用的试剂:氨水;空气)
评卷人得分五、原理综合题(共3题,共6分)23、控制;治理氮氧化物对大气的污染是改善大气质量的重要方法。回答下列与雾霾治理有关的问题:
Ⅰ.(1)在催化剂作用下,甲烷可还原氮氧化物,从而达到治理氮氧化物污染的目的。已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1;②4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g)ΔH=+586kJ·mol-1。则CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=________kJ·mol-1。
(2)工业烟气中的氮氧化物可用NH3催化还原;反应原理如图所示。
其中X为一种无毒的气体,则NH3催化还原氮氧化物的化学方程式为______。
(3)用NH3催化还原烟气中的氮氧化物时,当=x,用Fe作催化剂时,在NH3充足的条件下,不同x值对应的脱氮率α(被还原的氮氧化物的百分率)不同,在不同温度下其关系如图所示,当x=_____时,脱氮效果最佳,最佳的脱氮温度是____℃。
Ⅱ.(4)甲醇是一种绿色燃料,甲醇的工业合成方法较多,如CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在2L恒容密闭容器中充入1molCO和2molH2混合原料气,充分反应达到平衡,测得平衡时混合物中CH3OH的体积分数与压强;温度的关系如图所示。
①图中压强p1、p2、p3的大小关系是_______。
②C点平衡常数K=___,A、B、D三点的平衡常数K(分别用KA、KB、KD表示)的大小关系是_____。24、(1)环境污染已成人类社会面临的重大威胁。下列名词与环境污染无关的是________(填:序号)。
①赤潮②温室效应③酸雨④光化学烟雾⑤水力发电⑥臭氧层空洞⑦潮汐⑧农药化肥的不当使用⑨地方性大脖子病⑩工业“三废”和生活污水的任意排放
(2)火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(NO2);已知热化学方程式:
N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol;N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol。请写出气态肼与NO2气体反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式___________________________。该反应应用于火箭推进,除能释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是:________________________________________________。
(3)乙烯(C2H4)结构简式为CH2=CH2,且知:C-H键、C=C键、O=O键、C=O键、O-H键的键能分别是:413kJ/mol、615kJ/mol、496kJ/mol、745kJ/mol、463kJ/mol,则表达乙烯(C2H4)气体“燃烧热”的热化学方程式:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)中,△H=-______kJ/mol。
如果有2.4NA个电子发生转移,所放出的热量值是____________kJ。
(4)在微生物作用的条件下,NH4+经过两步反应被氧化成N3-。两步反应的能量变化如图:
①第一步是______反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是____________________。25、N2H4通常用作火箭的高能燃料,N2O4作氧化剂。请回答下列问题:
(1)已知:N2(g)+2O2(g)═2NO2(g)△H=+akJ/mol
N2H4(g)+O2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H=﹣bkJ/mol
2NO2(g)⇌N2O4(g)△H=﹣ckJ/mol
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式________.
(2)N2、H2合成氨气为放热反应,800K时向下列起始体积相同的密闭容器中充入2molN2、3molH2;甲容器在反应过程中保持压强不变,乙容器保持体积不变,丙是绝热容器,三容器各自建立化学平衡。
①达到平衡时,平衡常数K甲________K乙________K丙(填“>”;“<”或“=”).
②达到平衡时N2的浓度c(N2)甲________c(N2)乙,c(N2)乙________c(N2)丙(填“>”;“<”或“=”)。
③对甲、乙、丙三容器的描述,以下说法正确的是________。
A.乙容器气体密度不再变化时;说明此反应已达到平衡状态。
B.在甲中充入稀有气体He;化学反应速率加快。
C.向甲容器中充入氨气;正向速率减小,逆向速率增大。
D.丙容器温度不再变化时说明已达平衡状态。评卷人得分六、实验题(共1题,共10分)26、NOCl(名称为亚硝酰氯,熔点为-64.5℃,沸点为-5.5℃)是有机物合成中的重要试剂,为红褐色液体或黄色气体,遇水发生反应:某学习小组在实验室用Cl2和NO按如图装置制备NOCl;并测定其纯度。请回答下列问题:
(1)仪器a的名称是_______;a中反应的离子方程式为_______。
(2)实验时,先在三颈烧瓶内通入Cl2,待其中充满黄绿色气体时,再通入NO,这样做的目的是_______。
(3)从三颈烧瓶逸出的尾气先通入浓硫酸再通入NaOH溶液吸收,须要先通入浓硫酸原因是_______。
(4)NOCl与NaOH溶液反应的化学方程式为_______。(已知:)
(5)反应完成后,测量产物NOCl纯度:取三颈烧瓶中所得产物mg溶于水,配制成250mL溶液,取出25.00mL,用cmol·L-1AgNO3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为VmL。AgClAgBrAgCNAg2CrO4AgSCN颜色白浅黄白砖红白溶解度/molL-11.34×10-67.1×10-71.1×10-86.5×10-51.0×10-6
①可选用_______作滴定指示剂,滴定终点的现象是_______
②产物中NOCl纯度的计算式为_______。参考答案一、选择题(共5题,共10分)1、D【分析】【分析】
电解时,CrO42−通过阴离子交换膜向阳极移动,在阳极氢氧根离子失电子发生氧化反应,OH−放电后,阳极池酸度增强,发生反应2CrO42−+2H+=Cr2O72−+H2O;阴极发生还原反应生成氢气和NaOH,以此解答该题。
【详解】
A.阳极发生氧化反应,该电极的电极反应式为:2H2O-4e-=O2↑+4H+;故A正确;
B.电解时,CrO42-通过阴离子交换膜向阳极移动,通电后CrO42-将通过阴离子膜进入阳极室;从而实现与浆液的分离,故B正确;
C.阴极发生还原反应生成氢气,同时还会得到硫酸钠、氢氧化钠,Al(OH)3和MnO2中的氢氧化铝可以溶于氢氧化钠,氢氧化钠可用于固体混合物Al(OH)3和MnO2的分离;故C正确;
D.适当增大电压,电解时,右池为阳极,阴离子向阳极移动,CrO42−通过阴离子交换膜向阳极移动,从而CrO42-能从浆液中分离出;故D错误;
答案选D。2、D【分析】【详解】
①2C(s)+O2(g)=2CO(g)ΔH1=-221.0kJ∙mol-1;②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-483.6kJ∙mol-1;根据盖斯定律:(①-②):C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH=131.3kJ∙mol-1;
故答案选D。3、D【分析】【分析】
【详解】
A.反应慢的步骤决定整体反应速率;活化能越大反应速率越大,据图可知中间体2→中间体3的过程活化能最大,反应速率最大,A正确;
B.据图可知该反应的反应物为Ni+C2H6,最终产物为NiCH2+CH4,所以总反应为Ni+C2H6→NiCH2+CH4;B正确;
C.据图可知-CH3中H原子迁移到另一个-CH3上的过程中先形成了Ni-H;所以Ni—H键的形成有利于氢原子的迁移,C正确;
D.该过程只有非极性键(C-C键)的断裂;没有非极性键的生成,D错误;
综上所述答案为D。4、A【分析】【分析】
可逆反应达到平衡时同一物质表示的正;逆反应速率相等;各物质的浓度或质量分数保持不变;根据“变量不变”进行分析。
【详解】
①单位时间内生成nmolD一定消耗2nmolA;同时生成2nmolA,说明A的浓度不变说明反应达到平衡状态,故①符合题意;
②因为反应体系中有固体物质;混合气体的密度是一个变值,所以当混合气体的密度不变时,则说明反应到平衡,故②符合题意;
③因为反应前后气体总物质的量不变;即总压强是一个定值,所以混合气体的压强不变不能说明反应到平衡,故③不符合题意;
④混合气体的平均相对分子质量等于气体的总质量与总物质的量的比值,即M=因为气体总物质的量始终不变,气体总质量是一个变值,根据所以当混合气体的平均相对分子质量不变可以说明反应到平衡,故④符合题意;
⑤C(g)的物质的量浓度不变可以说明反应到平衡;故⑤符合题意;
⑥达到平衡时A;C、D的浓度保持不变;但不一定等于2∶1∶1,A、C、D三种气体的浓度之比为2∶1∶1时反应不一定达到平衡状态;故⑥不符合题意;
⑦某时刻v(A)=2v(C)且不等于零;没有说明反应速率的方向,不能说明反应到平衡,故⑦不符合题意;故有4个可以说明反应到平衡,答案选A。
【点睛】
注意反应中有固体物质存在时,因为固体物质的浓度不变,该物质的浓度变不能说明反应到平衡,涉及气体总质量或相对分子质量不变都可以说明反应到平衡。5、A【分析】【详解】
电镀时,待镀金属作阴极,镀层金属作阳极,含有镀层金属离子的溶液作电镀液,所以要在铁制品上镀上一定厚度的锌层,应该是锌作阳极,铁制品作阴极,溶液含有锌离子。答案选A。二、填空题(共7题,共14分)6、略
【分析】【分析】
(1)
H2S(g)+(g)=H2O(l)+SO2(g)△H1=-562.6kJ·mol-1,H2(g)和S(s)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ·mol-1、-296.6kJ·mol-1。
根据盖斯定律可得H2S(g)H2(g)+S(s)(的燃烧热)-(S的燃烧热)。
(2)
根据反应列出三段式H2S(g)H2(g)+S(s)
起始量/mol30
变化量/mol
平衡量/mol
根据与的物质的量之比为2:1,可得0~10min内容器中生成的反应速率为的转化率为66.7%;生成氢气必然消耗不能体现正;逆速率相等,A项不符合题意,恒容条件下,混合气体中总质量减小,密度可变,变量保持不变,能作为判断平衡的依据,C项符合题意。D项,反应前后气体分子数不变,压强为定值。
(3)
电极a上生成S,被氧化,电极a为负极;在电极b上发生还原反应,电极反应式为17g参与反应,只失去1mol电子,对应移动的离子也是1mol,则每17g参与反应,有1mol经质子膜进入正极区。【解析】(1)+19.8
(2)0.166.7%2BC
(3)负O2+4H++4e-=2H2O17、略
【分析】【分析】
(1)气相直接水合法原子的利用率为100%;
(2)①相同温度下,乙烯的转化率w4>w3>w2>w1;由方程式可知正向为气体体积缩小的反应,根据压强对平衡移动的影响进行分析;
②若要进一步提高乙烯的转化率;除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以改变物质的浓度。
【详解】
(1)乙烯气相直接水合反应与间接水合法相比;气相直接水合法原子的利用率为100%,污染小,腐蚀性小;
(2)①相同温度下,乙烯的转化率w4>w3>w2>w1,增大压强平衡正向移动,乙烯的转化率增大,因此P1234;
②若要进一步提高乙烯的转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以改变物质的浓度,如将产物乙醇液化转移去、增大水蒸气的浓度,或者增加n(H2O)与n(C2H4)的比值。
【点睛】
表示两个外界条件同时变化时,反应物A的转化率变化情况,解决这类图像一般采用“定一议二”的方法,即把自变量(温度、压强)之一设为恒量,讨论另外两个变量的关系。【解析】①.污染小,腐蚀性小等②.P1234③.反应分子数减少,相同温度下,压强升高,乙烯转化率提高④.将产物乙醇液化转移去⑤.增加n(H2O):n(C2H4)的比8、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)双氧水(H2O2)是一种绿色氧化剂,双氧水是共价化合物,电子式为
(2)在常压下;乙醇的沸点(78.2℃)比甲醚的沸点(-23℃)高。主要原因是乙醇分子间形成了氢键,而甲醚却不能;
(3)①联氨在水中的电离方程式与氨相似,则联氨的第一步电离方程式为:N2H4+H2O⇌NH2NH3++OH-;则肼的水溶液显碱性。
②联氨为二元弱碱,第一步电离方程式为:N2H4+H2O⇌N2H5++OH-,第二步电离方程式为:N2H5++H2O⇌N2H62++OH-,则联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2。【解析】乙醇分子间形成了氢键,而甲醚却不能N2H4+H2O⇌NH2NH3++OH-N2H6(HSO4)29、略
【分析】【详解】
(1)①O2中只含非极性键;②NH4NO3中含离子键和N-H、N-O极性键;③K2O2中含离子键和O-O非极性键;④NH3中只含N-H极性键;则其中既有离子键又有极性键的是②;故答案为:②;
(2)燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,根据热化学方程式的含义,丙烷燃烧的热化学方程式为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2219.9kJ/mol;
(3)1g水的质量为=mol,根据丙烷燃烧的热化学方程式可知,生成4mol水放出2219.9kJ热量,则丙烷氧化生成1gH2O(l)时放出的热量是:=30.8kJ;
(4)①燃烧热指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量,根据热化学方程式的含义,H2的标准燃烧热的热化学方程式为:H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=−285.8kJ⋅mol−1;C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=−393.5kJ⋅mol−1;故答案为:−285.8kJ⋅mol−1;393.5kJ⋅mol−1;
②H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=−285.8kJ⋅mol−1表示2克氢气完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ的热量,则燃烧1gH2生成液态水;放出的热量为142.9kJ,故答案为:142.9kJ;
③n(H2O)==1mol,根据氢原子守恒得n(H2O)=n(H2)=1mol,则混合气体中H2为22.4L,根据H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=−285.8kJ⋅mol−1知;氢气完全燃烧放出的热量是285.58kJ,则CO完全燃烧放出的热量=867.9kJ−285.8kJ=582.1kJ,设CO的体积是x;
解得:x=46.1L,所以CO在混合气体中的体积分数约为=39%;故答案为:22.4;39%。【解析】②C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2219.9kJ/mol30.8kJ−285.8kJ⋅mol−1393.5kJ⋅mol−1142.9kJ22.439%10、略
【分析】【详解】
(1)A装置是铁为负极的吸氧腐蚀;B中锌为负极;铁为正极,是牺牲阳极的阴极保护法;C中铁为一般的腐蚀;D为外加电流的阴极保护法,故可防止铁棒被腐蚀是BD,故答案为BD。
(2)①上述实验中,根据导管中水面上升的高度得出铁生锈的速率由大到小的排列顺序为B>C>D=A,故答案为:B>C>D=A。
②实验中所处环境为中性;因此铁生锈属于电化学腐蚀的吸氧腐蚀,故答案为:吸氧腐蚀。
③铁腐蚀正极的电极反应式:O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-。
④根据镀件作阴极;镀层金属作阳极,得出电镀时用Cu作阳极,故答案为:Cu。
⑤若X为碳棒;如果连接M处,则铁为负极,不断溶解,开关K应置于N处,铁为阴极,受到保护,减缓铁的腐蚀;若X为锌棒,开关K置于M处,该锌为负极,铁为正极,受到保护,因此该电化学防护法称为牺牲阳极的阴极保护法,故答案为:N;牺牲阳极的阴极保护法。
⑥2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H2O反应中Cu被腐蚀,若将该反应设计为原电池,Cu化合价升高,作负极,正极为氧气得到电子,因此正极电极反应式为O2+4e-+4H+=2H2O,故答案为:O2+4e-+4H+=2H2O。【解析】BDB>C>D=A吸氧腐蚀O2+4e-+2H2O=4OH-CuN牺牲阳极的阴极保护法O2+4e-+4H+=2H2O11、略
【分析】【详解】
(1)水电离产生的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,某温度下,纯水中的c(H+)=2.0×10−7mol/L,则此时溶液中c(OH−)=2.0×10−7mol/L;Kw=c(OH−)×c(H+)=2.0×10−7mol/L×2.0×10−7mol/L=4.0×10−14;而常温下,Kw=1.0×10−14,水的电离过程吸热,升高温度,促进电离,所以此时温度大于25℃;酸抑制水电离,酸溶液中的氢氧根离子浓度与水电离出的c(H+)相等,即酸溶液中c(H+)=8.0×10−6mol/L,根据Kw=c(OH−)×c(H+)可知,c(OH−)==5.0×10−9mol/L,所以水电离出的c(H+)为5.0×10−9mol/L;
(2)电离平衡常数越大,酸的电离程度越大,溶液的酸性越强;根据表中数据,酸性:>CH3COOH>H2CO3>HS-;酸的酸性越弱,对应的酸根离子结合氢离子能力越强,所以结合氢离子能力最强的是硫离子,C正确;
(3)CH3COOH的电离平衡常数:K=1.6×10−5;设达到电离平衡时,c(H+)=xmol·L−1,则c(CH3COO−)≈c(H+),c(CH3COOH)≈1.0mol·L−1,根据K=可知,x2=1×1.6×10−5,x=4.0×10−3mol/L;
(4)A.常温下,加水稀释,Kw=c(OH−)×c(H+)保持不变,但是稀释后溶液的体积变大,n(H+)×n(OH−)=c(H+)×V×c(OH−)×V=c(H+)c(OH−)×V2;该数值变大,故A错误;
B.酸抑制水电离,加水稀释后,c(H+)减小,对水的电离抑制程度减小,所以水的电离程度增大,溶液中水电离的c(H+)×c(OH−)增大;故B错误;
C.加水稀释后,c(H+)减小,但是平衡常数不变,所以该值变大,故C错误;
D.加水稀释后,c(H+)减小,Kw=c(OH−)×c(H+)保持不变,所以溶液中c(OH−)增大;故D正确;
故选D。【解析】2.0×10−7大于5.0×10−9C4.0×10−3D12、略
【分析】【分析】
【详解】
(1).根据盖斯定律可知,反应①+反应②可得总反应:
为放热反应,则反应物的总能量高于生成物的总能量,排除B,D,由反应①为慢反应,结合活化能越大反应速率越慢可知,反应①的活化能大于反应②的活化能,故选C。
(2).v(CO2)=v(H2)=3v(CO2)=0.6mol·L-1·min-1
平衡时容器的体积是2L,平衡常数为,平衡时H2的转化率=
(3).①温度升高反应速率变快所以原因为:反应未达平衡,由T1到T2温度升高,反应速率加快,CO2的转化率升高;
②反应在T2时达到平衡,且反应为放热反应所以反应已达平衡,该可逆反应正反应放热,由T2到T3温度升高,化学平衡逆向移动,CO2的转化率降低。【解析】-49C0.6mol·L-1·min-12L2•mol-275%反应未达平衡,由T1到T2温度升高,反应速率加快,CO2的转化率升高反应已达平衡,该可逆反应正反应放热,由T2到T3温度升高,化学平衡逆向移动,CO2的转化率降低三、判断题(共8题,共16分)13、A【分析】【分析】
【详解】
由盖斯定律可知:化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应途径无关,正确。14、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。15、B【分析】【分析】
【详解】
水电离平衡为:H2OH++OH-,其电离平衡常数K=由于水电离程度很小,所以水的浓度几乎不变,则c(H+)·c(OH-)=K·c(H2O)=Kw,所以在温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数并不相等,认为二者相等的说法是错误的。16、B【分析】【分析】
【详解】
水的离子积常数只与温度有关,由于温度相同,则纯水和烧碱溶液中的水的离子积常数就相同,认为在25℃时,纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等的说法是错误的。17、B【分析】【详解】
pH试纸使用时不需要润湿,湿润后会造成误差,红色石蕊试纸检测气体时需要润湿,故错误。18、B【分析】【详解】
遵循电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),错误。19、B【分析】【详解】
除盐的组成对盐的水解有影响外,盐溶液的浓度,温度和溶液的酸碱性对盐类的水解也有很大的影响,压强对盐类水解没有影响,所以答案是:错误。20、B【分析】【分析】
【详解】
滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,并不一定是酸碱恰好中和的点,故答案为:错误。四、工业流程题(共2题,共10分)21、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)根据流程图知硼镁矿粉中加入硫酸铵溶液产生的气体为氨气,用碳酸氢铵溶液吸收,反应方程式为:NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3;
(2)滤渣I为不与硫酸铵溶液反应的Fe2O3、Al2O3、SiO2;检验Fe3+,可选用的化学试剂为KSCN;
(3)由硼酸的离解方程式知,硼酸在水溶液中是通过与水分子的配位作用产生氢离子,而三价硼原子最多只能再形成一个配位键,且硼酸不能完全解离,所以硼酸为一元弱酸;在“过滤2”前,将溶液pH调节至3.5,目的是将B(OH)−4转化为H3BO3,并促进H3BO3析出;
(4)沉镁过程中用碳酸铵溶液与Mg2+反应生成Mg(OH)2∙MgCO3,沉镁过程的离子反应为:2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-;母液加热分解后生成硫酸铵溶液,可以返回“溶浸”工序循环使用;碱式碳酸镁不稳定,高温下可以分解,故由碱式碳酸镁制备轻质氧化镁的方法是高温焙烧。【解析】NH3+NH4HCO3=(NH4)2CO3Fe2O3、Al2O3、SiO2KSCN一元弱转化为H3BO3,促进析出2Mg2++2H2O+3CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+2HCO3-(或2Mg2++H2O+2CO32-=Mg(OH)2∙MgCO3↓+CO2↑)溶浸高温焙烧22、略
【分析】【分析】
方铅矿(主要成分为PbS,含有杂质FeS等)和软锰矿(主要成分为MnO2,还有少量Fe2O3,Al2O3等杂质)加入盐酸、饱和氯化钠溶液,根据浸取过程发生的主要反应可知过滤得到滤渣1主要含有S,加入碳酸锰调节溶液pH使Fe3+、Al3+沉淀,趁热抽滤,可除去铝离子、铁离子,滤渣2为氢氧化铝、氢氧化铁,冷却过滤,滤液X含有MnCl2,可转化为Mn3O4,过滤所得固体为PbCl2,加入硫酸钠,可得PbSO4;以此解答该题。
【详解】
(1)据图可知80℃时浸取率已经很高,继续增加温度浸取率变化不大;盐酸浓度为3mol/L时浸取率已经很高,继续增加浓度浸取率变化不大,所以最佳条件为80°C、3mol·L-1;
(2)浸取过程中存在平衡PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌(aq)ΔH>0,加入饱和NaCl溶液,可使平衡正向移动,增大PbCl2的溶解度;
(3)MnO2将Fe2+氧化,生成锰离子和铁离子,根据电子守恒可知MnO2和Fe2+的系数比为1:2,再结合元素守恒可得反应的离子方程式为2Fe2++MnO2+4H+=Mn2++2Fe3++2H2O;
(4)A可用于调节酸浸液的pH值,则A可以与氢离子反应,同时不引入新的阳离子杂质,所以可以选用MnCO3、PbO;故选AD;
(6)根据分析可知滤液X主要含有MnCl2,根据图可知,温度50℃,pH8.5左右时,Mn3O4的含量最高,因此制备时注意控制条件为50℃,pH在8.5左右,结合制备原理可知实验方案为:将滤液X水浴加热并保持50°C,用氨水调节溶液pH并维持在8.5左右,在不断搅拌下,边通空气边加氨水,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,(在上层清液中继续滴加氨水不再有沉淀生成),过滤,洗涤沉淀2~3次(直至洗涤液检验不出Cl-)。【解析】80°C、3mol·L-1PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌(aq)ΔH>0,增大Cl-浓度,平衡正向移动,增大PbCl2的溶解度2Fe2++MnO2+4H+=Mn2++2Fe3++2H2OAD将滤液X水浴加热并保持50°C,用氨水调节溶液pH并维持在8.5左右,在不断搅拌下,边通空气边加氨水,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,(在上层清液中继续滴加氨水不再有沉淀生成),过滤,洗涤沉淀2~3次(直至洗涤液检验不出Cl-)五、原理综合题(共3题,共6分)23、略
【分析】【详解】
Ⅰ.(1)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-574kJ·mol-1;
②4NO2(g)+2N2(g)=8NO(g)ΔH=+586kJ·mol-1。
将①-②得:CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-1160kJ·mol-1。
(2)从图中可以看出,NH3、NO、NO2为反应物,X与H2O为生成物,X为一种无毒的气体,则其为N2,NH3催化还原氮氧化物的化学方程式为2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O。
(3)从图中可以看出;当x=1时,脱氮效果最佳。最佳的脱氮温度是300℃。
Ⅱ.(4)①从方程式CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)中看,反应物的气体分子数大于生成物的气体分子数,所以压强越大,CH3OH的体积分数越大,故压强p1、p2、p3的大小关系是p1>p2>p3。
②从图中看,C点时,CH3OH的体积分数为50%,设CO的变化量为x。则CO(g)+2H2(g)CH3OH
起始量1mol2mol0
变化量x2xx
平衡量1-x2-2xx
x=则K=
从图中看,温度升高,甲醇的体积分数减小,说明平衡逆向移动,从而证明正反应为放热反应。因为A点温度低,所以KA比KB、KD大,B、D两点的温度相同,平衡常数相同,故A、B、D三点的平衡常数K(分别用KA、KB、KD表示)的大小关系是KA>KB=KD。【解析】-11602NH3+NO+NO2=2N2+3H2O1300p1>p2>p348KA>KB=KD24、略
【分析】【详解】
(1)①赤潮是水中的氮、磷元素浓度过大造成的水污染,会导致藻类疯长,引起水中缺氧,水生生物大量死亡,与环境污染有关;②温室效应是因为CO2等温室气体造成的全球气候变暖,与环境污染有关;③酸雨是大量排放SO2等酸性气体造成的大气污染,与环境污染有关;④光化学污染是氮的氧化物和有机烃类在光作用下的一系列复杂变化,与环境污染有关;⑤水力发电是将水能转化为电能,与环境污染无关;⑥臭氧空洞是氟里昂等排放到空气中形成的,与环境污染有关;⑦潮汐是海水在天体引力作用下产生的海面周期性涨落现象,与环境污染无关;⑧农药化肥的不当使用会造成环境污染;⑨地方性甲状腺肿是因为缺碘造成的甲状腺肿大,与环境污染无关;⑩工业“三废”指废水废气和废物,生活污水的任意排放会造成环境污染;与环境污染无关,故⑤⑦⑨与环境污染无关。答案⑤⑦⑨。
(2)①N2(g)+2O2(g)==2NO2(g)△H=+67.7kJ/mol②N2H4(g)+O2(g)==N2(g)+2H2O(g)△H=-534kJ/mol根据盖斯定律计算②-①得到N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol。反应应用于火箭推进,除能释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是产物为氮气和水,清洁无污染,。因此,本题正确答案是:N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7kJ/mol;产物为氮气和水,清洁无污染。
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