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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年统编版2024选修4化学下册阶段测试试卷含答案考试试卷考试范围: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、油酸甘油酯(相对分子质量884)在体内代谢时可发生如下反应:
C57H104O6(s)+80O2(g)=57CO2(g)+52H2O(l)
已知燃烧1kg该化合物释放出热量3.8×104kJ。油酸甘油酯的燃烧热△H为A.3.8×104kJ·mol-1B.-3.8×104kJ·mol-1C.3.4×104kJ·mol-1D.-3.4×104kJ·mol-12、反应N2(g)+O2(g)=2NO(g)的能量变化如图所示:
已知:断开1molN2(g)中化学键需吸收946kJ能量,断开1molO2(g)中化学键需吸收498kJ能量。下列说法正确的是A.断开1molNO(g)中化学键需要吸收632kJ能量B.NO(g)=N2(g)+O2(g)∆H=+90kJ/molC.N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=-180kJ/molD.形成1molNO(g)中化学键时释放90kJ能量3、在2L的密闭容器中充入2molX(g)和1molY(g),发生反应2X(g)+Y(g)3Z(g)△H,反应过程中持续升高温度,测得混合体系中X的体积分数与温度的关系如图所示,下列推断正确的是A.升高温度.平衡常数增大B.W点Y的正反应速率等于M点Y的正反应速率C.Q点时,Y的转化率最大D.平衡时充入3molZ,达到新平衡时Z的体积分数比原平衡时大4、pH=13的两种碱溶液M;N各1mL;分别加水稀释到1000mL,其pH与溶液体积(V/mL)的关系如图所示,下列说法正确的是()
A.M、N两种碱溶液的物质的量浓度一定相等B.稀释后,M溶液的碱性比N溶液强C.若10<13,则M、N都是弱碱D.若a=10,则M是强碱,N不一定是弱碱5、常温下,将0.2000mol/L的NaOH溶液逐滴加入到20.00mL0.2000mol/LNH4Cl溶液中,溶液的pH与所加NaOH溶液的体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法错误的是()
A.a点溶液中:c(NH3•H2O)+c(H+)=c(OH-)+c(NH4+)B.从a点到d点水的电离程度不断减弱C.b点溶液中:c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)D.c点溶液中:c(NH3•H2O)+c(NH4+)=2c(Na+)6、室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系不正确的是()A.向0.10mol·L-1NH4HCO3溶液中通CO2:c(NH4+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)B.向0.10mol·L-1NaHSO3溶液中通NH3:c(NH4+)+c(H2SO3)=c(SO32-)C.向0.10mol·L-1Na2SO3溶液中通SO2:c(Na+)=2[c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)]D.向0.10mol·L-1CH3COONa溶液中通HC1:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)7、常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1HA溶液所得滴定曲线如图。下列说法不正确的是()
A.弱酸HA的电离平衡常数数量级为10-5B.点①所示的溶液中:2c(Na+)=c(A-)+c(HA)C.点③所示的溶液中:c(H+)+c(HA)>c(OH-)D.点④所示的溶液中2c(OH-)-2c(H+)=c(A-)+3c(HA)评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)8、反应4NH3(g)+5O2(g)⇌4NO(g)+6H2O(g)ΔH=-akJ·mol-l(a>0),一定条件下在容积为5L的密闭容器中投入1molNH3和1molO2,2min末NO的物质的量增加了0.4mol,下列说法正确的是A.2min时反应放出的热量等于0.lakJB.用氧气表示2min内的平均反应速率:v(O2)=0.25mol·L-1·min-1C.2min内,NH3的转化率小于O2的转化率D.2min末,c(H2O)=0.6mol·L-19、在3个体积均为2.0L的恒容密闭容器中,反应CO2(g)+C(s)2CO(g)∆H>0分别在一定温度下达到化学平衡状态。下列说法正确的是()。容器温度/K起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(CO2)n(C)n(CO)n(CO)n(CO)n(CO)Ⅰ9770.280.5600.4Ⅱ9770.560.560xⅢ1250000.56y
A.达到平衡时,向容器Ⅰ中增加C(s)的量,平衡正向移动B.x=0.8,y>0.4C.达到平衡时,容器Ⅲ中的CO的转化率小于D.若起始时向容器Ⅱ中充入0.1molCO2、0.2molCO和足量的C(s),则反应将向正反应方向进行10、甲、乙为两个容积均为1L的恒容密闭容器,向甲中充入1molCH4和1molCO2,乙中充入1molCH4和mmolCO2,加入催化剂,只发生反应:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),测得CH4的平衡转化率随温度的变化如图所示。下列说法正确的是()
A.该反应的正反应是放热反应B.a、b、c三点处,容器内气体总压强:p(a)C.TK时,该反应的平衡常数小于12.96D.恒温时向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4mol,CO、H2各1.2mol,重新达平衡前,v(正)>v(逆)11、臭氧是理想的脱硝试剂,其反应为:反应达平衡后,其他条件不变,只改变下图中的条件,正确的是A.B.C.D.12、25C时;有关弱酸的电离平衡常数如下表:
下列有关微粒浓度的说法正确的是()A.pH均为8的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液:c(Na2CO3)>c(NaCN)>c(CH3COONa)B.浓度均为0.1mol/LNaHCO3和Na2CO3混合溶液中:2c(Na+)=3c(HCO3-)+3c(CO32-)+3c(H2CO3)C.0.2mol/LHCN溶液与0.lmol/LNaOH溶液等体积混合所得溶液中:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)D.浓度均为0lmol/LCH3COOH和CH3COONa混合溶液中:c(CH3COOH)+c(H+)>c(CH3COO-)+c(OH-)评卷人得分三、填空题(共8题,共16分)13、有一种观点认为:与燃烧化石燃料相比,以乙醇为燃料不会增加大气中二氧化碳的含量。你认为这种观点是否正确_________?请说明理由_________。14、为了合理利用化学能;确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的反应热,并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)今有如下两个热化学方程式:则a_____b(填“>”;“=”或“<”)
H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H1=akJ•mol﹣1
H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H2=bkJ•mol﹣1
(2)拆开lmol气态物质中某种共价键需要吸收的能量叫键能,部分化学键键能如表。化学键H﹣HN﹣HN≡N键能/kJ•mol﹣1436a945
已知反应N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)△H=-93kJ•mol﹣1,试根据表中所列键能数据计算a=______________。
(3)利用水煤气合成二甲醚(CH3OCH3)的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)═CH3OH(g)△H1
②2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2
③3H2(g)+3CO(g)═CO2(g)+CH3OCH3(g)△H3
反应③为制取二甲醚的第3步反应,利用△H1和△H2计算△H3时,还需要利用________反应的△H。
(4)中科院大连化学物理研究所的科研人员在新型纳米催化剂Na-Fe3O4和HMCM-22的表面将CO2转化为烷烃;其过程如图。
图中CO2转化为CO的反应为:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol
已知:2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol
则图中CO转化为C2H4的热化学方程式是______________________________________。15、在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g)体系中,n(NO)随时间的变化如表:。时间(s)012345n(NO)(mol)0.0200.010.0080.0070.0070.007
(1)800℃,反应达到平衡时,NO的物质的量浓度是________。
(2)如图中表示NO2的变化的曲线是________。用NO2表示从0~2s内该反应的平均速率v=________。
(3)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
a.v(NO2)=2v(O2)b.容器内压强保持不变。
c.2v逆(NO)=v正(O2)d.容器内气体的平均摩尔质量保持不变。
(4)能使该反应的反应速率增大的是________。
a.及时分离出NO2气体b.适当升高温度。
c.增大O2的浓度d.选择高效催化剂16、对可逆反应aA(g)+bB(g)⇌cC(g)+dD(g)达到平衡时,各物质的物质的量浓度满足以下关系:=K(为一常数),K称为化学平衡常数,其反应的K值只与温度有关。现有反应:CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g)ΔH=-QkJ·mol-1。在850℃时;K=1。
(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K_______1(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2,则:①当x=5.0时,上述平衡向_______(填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是_______。
(3)在850℃时,若设x=5.0和x=6.0,其他物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a_______b(填“大于”“小于”或“等于”)。17、甲醇可以与水蒸气反应生成氢气,反应方程式如下:在一定条件下,向体积为的恒容密闭容器中充入和后,测得混合气体的压强是反应前的倍,则用甲醇表示的该反应的速率为________。
上述可逆反应达到平衡状态的依据是填序号________。
①
②混合气体的密度不变。
③混合气体的平均相对分子质量不变。
③的浓度都不再发生变化。
下图中P是可自由平行滑动的活塞,关闭K,在相同温度时,向A容器中充入和向B容器中充入和两容器分别发生上述反应。已知起始时容器A和B的体积均为试回答:
①反应达到平衡时容器B的体积为容器B中的转化率为_______,A、B两容器中的体积百分含量的大小关系为B______填“”“”或“”
②若打开K,一段时间后重新达到平衡,容器B的体积为________连通管中气体体积忽略不计,且不考虑温度的影响
工业上合成甲醇的反应为在容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:。容器乙丙丙反应物投入量平衡数据的浓度反应的能量变化的绝对值abcc体系压强反应物转化率
下列说法正确的是__________。
18、①将一定量的CO2(g)和CH4(g)通入一恒容密闭容器中发生反应:CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)。其他条件相同;在不同催化剂(Ⅰ;Ⅱ)作用下反应相同时间后,体系中CO含量随反应温度的变化如下图所示。
在a点与b点对应的反应条件下,反应继续进行一段时间后达到平衡,平衡常数Ka_________(填“>”、“<”或“=”)Kb;c点CO含量高于b点的原因是_________。
②为了探究反应CO2(g)+CH4(g)⇌2CO(g)+2H2(g)的反应速率与浓度的关系,起始时向恒容密闭容器中通入CH4与CO2,使其物质的量浓度均为1.0mol·L-1。平衡时,根据相关数据绘制出两条反应速率-浓度关系曲线:v正-c(CH4)和v逆-c(CO)。
则与曲线v正-c(CH4)相对应的是上图中曲线_________(填“甲”或“乙”);该反应达到平衡后,某一时刻降低温度,反应重新达到平衡,平衡常数减小,则此时曲线甲对应的平衡点可能为_________(填字母,下同),曲线乙对应的平衡点可能为_________。19、25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:。化学式CH3COOHH2CO3HClO电离平衡常数1.7×10-5K1=4.3×10-7K2=5.6×10-113.0×10-8
请回答下列问题:
(1)写出H2CO3电离方程式_________平衡常数表达式Ka1(H2CO3)=__________________
(2)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为___________
(3)①CH3COO-、②HCO3-、③CO32-、④ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为(注意:用序号①、②、③、④作答)____________________
(4)体积为10mLpH=2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000mL,稀释过程pH变化如图:则HX的电离平衡常数__________(填“大于”;“等于”或“小于”)醋酸的平衡常数。
(5)将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出反应的离子方程式_____________20、水是生命的源泉;工业的血液、城市的命脉。河水是主要的饮用水源;污染物通过饮用水可毒害人体,也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。请回答下列问题:
(1)纯水在100℃时,pH=6,该温度下1mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)=___mol·L-1。
(2)25℃时,向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其水解的离子方程式为___。
(3)体积均为100mLpH均为2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则相同温度时,HX的电离平衡常数__(填“大于”或“小于”或“等丁”)CH3COOH的电离平衡常数。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知:。化学式电离常数(25℃)HCNK=4.9×10-10CH3COOOHK=1.8×10-5H2CO3K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
①25℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为___。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为___。
(5)25℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=__mol·L-1(填精确值)。评卷人得分四、判断题(共1题,共3分)21、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分五、工业流程题(共2题,共8分)22、某锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)、石墨和铝箔等,该电池充电时负极(阴极)反应为6C+xLi++xe-=LixC6,锂电池充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化。现利用以下工艺回收正极材料中的某些金属资源。
回答下列问题:
(1)放电时电池总反应方程式_______________;该工艺首先将废旧电池“放电处理”的目的除安全外还有_______________。
(2)写出“正极碱浸”过程中发生反应的离子方程式_______________。
(3)分离操作1是_______________;“酸浸”步骤发生的氧化还原反应化学方程式是_______________。
(4)“酸浸”时若用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液,缺点是_______________。
(5)“沉钴”过程中的实验现象有_______________。23、磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材料。某化工厂以铁红、锂辉石LiAl(SiO3)2(含少量Ca2+、Mg2+的盐);碳粉等原料来生产磷酸亚铁锂。其主要工艺流程如图:
已知:2LiAl(SiO3)2+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2O3·4SiO2·H2O↓。温度/℃20406080溶解度(Li2CO3)/g1.331.171.010.85溶解度(Li2SO4)/g34.232.831.930.7
(1)从滤渣Ⅰ中可分离出Al2O3,如图所示。请写出生成沉淀的离子方程式___。
(2)滤渣Ⅱ的主要成分是:___(填化学式)。
(3)向滤液Ⅱ中加入饱和Na2CO3溶液,过滤后,用“热水洗涤”的原因是___。
(4)写出在高温下生成磷酸亚铁锂的化学方程式:___。
(5)磷酸亚铁锂电池总反应为:FePO4+LiLiFePO4,电池中的固体电解质可传导Li+。试写出该电池放电时的正极反应:___。若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极),当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时,该电池消耗锂的质量为___。评卷人得分六、元素或物质推断题(共1题,共5分)24、Q;W、X、Y、Z是位于不同主族的五种短周期元素;其原子序数依次增大。
①W的氢化物与W最高价氧化物对应水化物反应生成化合物甲。
②X;Y、Z的最高价氧化物对应水化物之间两两反应均可生成盐和水。
③常温下,Q的最高价气态氧化物与化合物X2O2发生反应生成盐乙。
请回答下列各题:
(1)甲的水溶液呈酸性,用离子方程式表示其原因____________________________________________________________________________。
(2)③中反应的化学方程式为________________________________________________________________________________________________。
(3)已知:ZO3n-+M2++H+→Z-+M4++H2O(M为金属元素,方程式未配平)由上述信息可推测Z在周期表中位置为________________________________________________________________________________________________。
(4)Y形成的难溶半导体材料CuYO2可溶于稀硝酸,同时生成NO。写出此反应的离子方秳式_____________________________。参考答案一、选择题(共7题,共14分)1、D【分析】【详解】
燃烧热指的是燃烧1mol可燃物生成稳定的氧化物所放出的热量。燃烧1kg油酸甘油酯释放出热量3.8×104kJ,1kg该化合物的物质的量为则油酸甘油酯的燃烧热△H=-≈-3.4×104kJ•mol-1,故选D。2、A【分析】【详解】
A.断开1molNO(g)中化学键需要吸收能量为(946kJ+498kJ-180kJ)×=632kJ;A正确;
B.依图中信息,NO(g)=N2(g)+O2(g)∆H=-90kJ/mol;B错误;
C.依据图中能量关系,N2(g)+O2(g)=2NO(g)∆H=+180kJ/mol;C错误;
D.由A中计算可知;形成1molNO(g)中化学键时释放632kJ能量,D错误;
故选A。3、C【分析】【详解】
Q点之前;升高温度,X的含量减小,Q点之后,升高温度,X的含量增大,曲线上最低点为平衡点,最低点之前未达平衡,反应向正反应进行,最低点之后,各点为平衡点,升高温度X的含量增大,平衡向逆反应方向移动,故正反应为放热反应;
A.Q点后升高温度平衡逆向移动,正反应为放热反应,则升高温度,平衡常数减小,故A错误;
B.温度越高,反应速率越快,则M点Y的反应速率大,故B错误;
C.曲线上最低点Q为平衡点,升高温度平衡向逆反应移动,Y的转化率减小,所以Q点时,Y的转化率最大,故C正确;
D.反应前后气体的物质的量不变,平衡时充入Z,达到平衡时与原平衡是等效平衡,所以达到新平衡时Z的体积分数不变,故D错误;
故选:C。4、C【分析】【详解】
碱溶液加水稀释;氢氧根离子浓度不断减小,pH不断减小,但弱碱存在电离平衡,加水稀释促进电离,氢氧根离子浓度减小的慢,故pH也减小的慢,所以N一定是弱碱,M碱性比N强。
A.由于碱性N比M弱;所以等pH的两碱溶液,N的物质的量浓度更大,故A错误;
B.稀释后;N溶液的pH>M溶液pH,因此稀释后,M溶液的碱性比N溶液弱,故B错误;
C.弱碱存在电离平衡;加水稀释促进电离,氢氧根离子浓度减小的慢,故pH也减小的慢,所以若10<a<13,则M;N中都存在电离平衡,都是弱碱,故C正确;
D.强碱在水溶液中完全电离;氢氧根离子物质的量不变,溶液稀释1000倍,pH则减小3个单位,故若a=10,则M是强碱,N是弱碱,故D错误;
故选C。
【点睛】
正确理解浓度对弱电解质的电离平衡的影响时解题的关键。本题的易错点为B,要注意溶液的碱性强弱与溶液的pH有关。5、A【分析】【详解】
A.a点为溶液,水解,溶液显酸性,根据质子守恒有:两边同时加上得水解程度微弱,则c(NH4+)2c(NH3·H2O),因此有故A说法错误;
B.从a点到d点的过程中氢氧化钠与氯化铵反应;在d点时二者恰好完全反应产生氯化钠和一水合氨,一水合氨电离产生的氢氧根离子抑制水的电离,因此从a到d水的电离程度不断减弱,故B说法正确;
C.b点溶液根据电荷守恒则故故C说法正确;
D.c点所得溶液为等物质的量浓度的氯化铵、一水合氨和氯化钠的混合溶液,根据物料守恒可得:故D说法正确。
答案:A。6、C【分析】【详解】
A.向NH4HCO3溶液中通CO2:由溶液呈电中性,c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),因为pH=7,所以c(H+)=c(OH−),则c(NH4+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)成立;关系式正确,A不符合题意;
B.向NaHSO3溶液中通NH3:由溶液呈电中性,c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-),pH=7时c(H+)=c(OH-),则c(NH4+)+c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)①,由物料守恒,c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(H2SO3)②,联立①②消去c(Na+),得c(NH4+)+c(H2SO3)=c(SO32-);关系式正确,B不符合题意;
C.在Na2SO3溶液中,根据物料守恒,c(Na+)=2[c(HSO3-)+c(SO32-)+c(H2SO3)],但是由于通入了SO2;S元素增多,关系式错误,C符合题意;
D.向CH3COONa溶液中通HC1:由物料守恒有,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)③,则c(Na+)>c(CH3COOH);由电荷守恒有,c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),因为pH=7,所以c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)④,联立③④得,c(CH3COOH)=c(Cl-);关系式正确,D不符合题意;
答案为C。7、C【分析】【详解】
A.根据图像可知未加氢氧化钠前溶液的pH=3,溶液中氢离子浓度是10-3mol/L,HA的浓度是0.1mol/L,所以弱酸HA的电离平衡常数是数量级为10-5;A正确;
B.点①反应后溶液是NaA与HA物质的量之比为1:1的混合物,根据物料守恒可知2c(Na+)=c(A-)+c(HA);B正确;
C.点③说明两溶液恰好完全反应生成NaA,由于A-水解,根据质子守恒可知c(H+)+c(HA)=c(OH-);C错误;
D.点④反应后溶液是NaA与NaOH物质的量之比为2:1的混合物,由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),物料守恒可知2c(Na+)=3c(A-)+3c(HA),因此所示的溶液中2c(OH-)-2c(H+)=c(A-)+3c(HA);D正确。
答案选C。二、多选题(共5题,共10分)8、AC【分析】【详解】
A.由反应式知;生成4molNO,放热akJ,2min时生成0.4molNO,则反应放热0.lakJ,A正确;
B.用氧气表示2min内的平均反应速率:v(O2)==0.05mol·L-1·min-1;B不正确;
C.2min内,NH3的转化率(40%)小于O2的转化率(50%);C正确;
D.2min末,c(H2O)==0.3mol·L-1;D不正确;
故选AC。
【点睛】
对于一个可逆反应,反应物的起始投入量与化学计量数的比值越大,转化率越小。9、CD【分析】【详解】
A.达到平衡时,向容器Ⅰ中增加C(s)的量,由于CO2(g);CO(g)的浓度都不发生变化;所以平衡不发生移动,A不正确;
B.容器Ⅱ相当于容器Ⅰ减小体积为1L;此时平衡逆向移动,x<0.8,B不正确;
C.若容器Ⅲ中温度也为977K,与容器Ⅰ为等效平衡,达到平衡时,y=0.4,容器Ⅲ中的CO的转化率为=现容器Ⅲ中温度为1250K,相当于977K时的平衡体系升高温度,平衡正向移动,CO的转化率减小,所以容器Ⅲ中的CO的转化率小于C正确;
D.在容器Ⅰ中,K==1,若起始时向容器Ⅱ中充入0.1molCO2、0.2molCO和足量的C(s),此时浓度商Q==0.2<1;所以平衡将向正反应方向进行,D正确;
故选CD。10、BC【分析】【详解】
A.CH4的平衡转化率随温度的升高而升高;平衡正向移动,该反应的正反应是吸热反应,故A错误;
B.a、b温度升高,平衡正向移动,压强增大,p(a)4的平衡转化率高,说明充入了更多的CO2,压强p(b)
C.TK时;假设甲的甲烷的转化率为60%,先算出平衡常数,
TK时,K==12.96;平衡时甲的甲烷的转化率小于60%,该反应的平衡常数小于12.96,故C正确;
D.Qc==12.96>K,恒温时向甲的平衡体系中再充入CO2、CH4各0.4mol,CO、H2各1.2mol,重新达平衡前,v(正)
故选BC。11、AD【分析】【详解】
A.由图像可知,增大压强,(正)>(逆);平衡正向移动,该反应的正反应是一个气体体积减小的方向,A正确;
B.由图像可知;增大压强,反应物的转化率减小,平衡逆向移动,而该反应的正反应是一个气体体积减小的方向,增大压强,平衡正向移动,B错误;
C.由图像可知,升高温度,K增大,说明平衡正向移动,但该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,平衡常数减小,C错误;
D.由图像可知,该反应的正反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,反应物的浓度增大,D正确;
故答案为:AD。12、BC【分析】【详解】
A.酸的电离平衡常数越大,电离程度越大,则酸根离子的水解程度越小,当盐溶液的pH相同时,浓度越大,电离平衡常数:CH3COOH>HCN>HCO3—,则水解程度CO32—>CN—>CH3COO—,所以c(Na2CO3)3COONa);A选项错误;
B.根据物料守恒可得,浓度均为0.1mol/LNaHCO3和Na2CO3混合溶液中:2c(Na+)=3c(HCO3-)+3c(CO32-)+3c(H2CO3);B选项正确;
C.0.2mol/LHCN溶液与0.lmol/LNaOH溶液等体积混合所得溶液为NaCN和HCN的混合溶液,由于NaCN的水解大于HCN的电离,故有c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-);C选项正确;
D。浓度均为0.1mol/LCH3COOH和CH3COONa混合溶液中,醋酸根离子水解程度较小,则c(CH3COOH)+c(H+)3COO-)+c(OH-);D选项错误;
答案选BC。三、填空题(共8题,共16分)13、略
【分析】【详解】
植物利用太阳能将二氧化碳、水转化为有机物,有机物发酵生成乙醇,燃烧乙醇产生的二氧化碳还会重新进入这个碳循环,并不会增加大气中二氧化碳的含量,这个过程相当于我们将太阳能转化为化学能进行利用。【解析】正确乙醇为生物质燃料,燃烧乙醇产生的二氧化碳会被植物吸收转化再转化为乙醇,实现平衡,燃烧乙醇并不会增加大气中二氧化碳的含量。14、略
【分析】【详解】
⑴两个反应均为放热反应,生成液态水放出的热量多,但焓变反而小,所以则a<b;
故答案为:<;
⑵△H=-93=436×3+945–6a;a=391
故答案为:391
⑶利用水煤气合成二甲醚(CH3OCH3)的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)═CH3OH(g)△H1
②2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H2
③3H2(g)+3CO(g)═CO2(g)+CH3OCH3(g)△H3
利用△H1和△H2计算△H3时,①×2+②,得到4H2(g)+2CO(g)═H2O(g)+CH3OCH3(g)还需要利用2H2(g)+O2(g)==2H2O(g),2CO+O2(g)==2CO2(g)
反应的△H。
故答案为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),2CO+O2(g)=2CO2(g);
⑷图中CO2转化为CO的反应为:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g)△H=+41kJ/mol
已知:2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)△H=-128kJ/mol
将第二个方程式减去第一个方程式的2倍得到CO转化为C2H4的热化学方程式是。
2CO(g)+4H2(g)=CH2=CH2(g)+2H2O(g)△H=-210kJ/mol【解析】<3912H2(g)+O2(g)=2H2O(g),2CO+O2(g)=2CO2(g)2CO(g)+4H2(g)=CH2=CH2(g)+2H2O(g)△H=-210kJ/mol15、略
【分析】【分析】
(1)由表格数据可知,3s后物质的量不再变化,达到平衡状态,结合c=计算;
(2)根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向移动,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量;根据v=计算一氧化氮的反应速率,再结合同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比计算NO2的反应速率;
(3)结合平衡的特征分析判断是否为平衡状态;
(4)根据浓度;压强、催化剂等对反应速率的影响分析判断。
【详解】
(1)由表格数据可知,3s后物质的量不再变化,达到平衡状态,NO的物质的量浓度是=0.0035mol/L;故答案为:0.0035mol/L;
(2)根据一氧化氮物质的量的变化知,该反应向正反应方向进行,则二氧化氮的物质的量在不断增大,且同一时间段内,一氧化氮减少的物质的量等于二氧化氮增加的物质的量,所以表示NO2的变化的曲线是b;
0~2s内v(NO)==0.0030mol/(L·s),同一化学反应同一时间段内,各物质的反应速率之比等于其计量数之比,所以v(NO2)=v(NO)=0.003mol/(L•s),故答案为:b;0.003mol/(L•s);
(3)a.v(NO2)=2v(O2)始终存在,不能判定平衡状态,故a不选;b.反应后气体的物质的量逐渐减小,则容器内压强逐渐减小,当压强保持不变,说明达到平衡状态,故b选;c.2v逆(NO)=v正(O2),说明正反应速率大于逆反应速率,不是平衡状态,故c不选;d.容器内气体的质量不变、物质的量逐渐减小,则气体的平均摩尔质量逐渐增大,当气体的平均摩尔质量保持不变,说明达到平衡状态,故d选;故答案为:bd;
(4)a.及时分离出NO2气体,正反应速率减小,故a不选;b.适当升高温度,反应速率增大,故b选;c.增大O2的浓度,反应物浓度增大,反应速率加快,故c选;d.选择高效催化剂,反应速率加快,故d选;故答案为:bcd。【解析】①.0.0035mol/L②.b③.3.0×10-3mol/(L·s)④.b、d⑤.bcd16、略
【分析】【详解】
试题分析:(1)从题给信息知:正反应是放热反应,升温,平衡向逆反应方向移动,CO2和H2的浓度将减少,而CO和H2O(g)的浓度将增大;故K值减少;
(2)将1.0molCO,3.0molH2O,1.0molCO2和xmolH2代入式中,得x=3.0mol<5.0mol,平衡向逆反应方向移动。若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是:x<3.0mol。
(3)其他物质的投料不变,增加H2的量,平衡向逆反应方向移动,但H2的转化率将减少。
考点:化学平衡【解析】①.小于②.逆反应③.x<3.0④.小于17、略
【分析】【详解】
(1)设反应的甲醇物质的量为x,可列三段式:20s后,测得混合气体的压强是反应前的1.2倍,4+2x=1.2×4,x=0.4mol,
(2)①是反应速率之比等于化学方程式计量数之比,不能说反应达到平衡,故①不符合;
②反应前后气体质量不变,容器体积不变,反应过程中密度不变,混合气体的密度不变不能说明反应达到平衡,故②不符合;
③反应前后气体物质的量增大,质量守恒,混合气体的平均相对分子质量不变,说明反应达到平衡状态,故③符合;
④CH3OH、H2O、CO2、H2的浓度都不再发生变化是平衡标志,故④符合;
故答案为:③④;
(3)①B容器的体积变为原来的1.5倍,增加的气体的物质的量为3.6mol×0.5=1.8mol,依据化学方程式可知增加2mol,反应甲醇1mol,则反应的甲醇的物质的量为0.9mol,CH3OH的转化率A是恒容反应容器,B是恒压反应容器;B容器充入1.2molCH3OH(g)和2.4molH2O(g)与B容器充入1molCH2OH(g)和2molH2O(g),是等效平衡;反应方程式中生成物气体增多,反应时A容器压强比B容器大,所以A中平衡时相当于B平衡后的加压,加压平衡向逆反应方向移动,A容器中H2O百分含量增多,则B
故答案为:75%;<;
②打开K时,AB组成一个等温等压容器,相应的起始投入总物质的量与平衡的总体积成正比,设打开K重新达到平衡后总的体积为x,则x:(3+3.6)=1.5a:3.6,求得x=2.75a,所以B的体积为2.75a-a=1.75a;
故答案为:1.75a;
(4)A.根据表格信息可知,在恒温恒容下,丙中反应物是甲的2倍,相当于增大压强,平衡正向移动,则A错误;
B.由题目可知生成1molCH3OH的能量变化为129kJ,甲与乙是完全等效平衡,甲、乙平衡状态相同,令平衡时甲醇为nmol,对于甲容器,a=129n,等于乙容器b=129(1−n),故a+b=129;故B正确;
C.比较乙、丙可知,丙中甲醇的物质的量为乙的2倍,压强增大,对于反应平衡向生成甲醇的方向移动,故2p2>p3;故C错误;
D.甲、乙处于相同的平衡状态,则α1+α2=1,由C的分析可知α2>α3,所以α1+α3<1;故D正确;
答案为BD。【解析】③④18、略
【分析】【详解】
①据图可知,随着温度升高,CO的含量增大,说明平衡正向移动,所以该反应的正反应为吸热反应,平衡常数只受温度影响,ab两点的温度相同,所以Ka=Kb;c点与b点反应均未达到平衡,但c点温度高于b点;反应速率更快,相同时间内生成CO的量更多,所以c点CO的含量更高;
②由图像可知,甲的浓度从0升高到0.4mol·L-1,乙的浓度从1mol·L-1降低到0.8mol·L-1,随着反应的进行,甲烷的浓度会越来越小,正反应速率也会越来越小,所以曲线v正−c(CH4)相对应的曲线是图中的乙线,一氧化碳的浓度逐渐增大,逆反应速率逐渐增大,曲线v逆-c(CO)相对应的曲线是图中的甲线;根据图可知;反应平衡时图中对应的点应为A和F点,由于该反应的正反应为吸热反应,降温后,反应速率减小,平衡逆向移动,甲烷的浓度会增大,CO的浓度会减小,所以此时曲线甲对应的平衡点可能为应为E点,曲线乙对应的平衡点为B点。
【点睛】
根据图中浓度的变化量判断出曲线v正−c(CH4)相对应的曲线是图中的乙线是难点,需要分析清楚速率随浓度的变化情况。【解析】①.=②.c点与b点反应均未达到平衡,但c点温度高于b点,反应速率更快,相同时间内生成CO的量更多,所以c点CO的含量更高③.乙④.E⑤.B19、略
【分析】【详解】
(1)、碳酸为多元弱酸,以第一步电离为主,故答案为H2CO3H++HCO3-;
(2)、Ka越大,则酸性越强,故答案为CH3COOH>H2CO3>HClO;
(3)、酸性越强,酸根结合H+的能力越弱,反之,酸性越弱酸根结合H+的能力越强;故答案为③④②①;
(4);由图可知;稀释相同倍数时,HX的pH变化程度更大,故HX酸性强,电离程度大,故答案为大于;
(5)、由Ka可知:碳酸的酸性大于HClO,而HClO酸性大于HCO3-,根据强制弱的原理,产物为:HClO+HCO3-,故答案为CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-。【解析】H2CO3H++HCO3-CH3COOH>H2CO3>HClO③④②①大于CO2+H2O+ClO-=HClO+HCO3-20、略
【分析】【详解】
(1)100℃纯水中:c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L(根据pH与c(H+)关系换算),故100℃时Kw=c(H+)·c(OH-)=10-12;1mol/LNaOH溶液中c(OH-)=1mol/L,NaOH溶液中H+全部来源于水,故由水电离出的c水(H+)=c(H+)=10-12mol/L,又c水(H+)=c水(OH-),故由水电离出的OH-为10-12mol/L;
(2)碳酸根水解结合水电离出的H+生成碳酸氢根,即水解方程式为:
(3)根据图像;加水稀释过程中,HX的pH变化比较小,说明HX酸性比醋酸弱,即相同条件下,HX电离程度小,电离平衡常数小,故填小于;
(4)①三者溶液都因相应阴离子水解呈碱性,故需比较三者水解程度的大小,因为:K2(H2CO3)<K(HCN)<K(CH3COOH),根据越弱越水解规律得水解程度:故碱性强弱:Na2CO3>NaCN>CH3COONa,即pH:Na2CO3>NaCN>CH3COONa;(注意判断水解程度,应拿电离常数比较)
②由平衡常数数值可知酸性强弱:H2CO3>HCN>故不能制HCN,即此时反应生成HCN和NaHCO3,故方程式为:
(5)由电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),得c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6mol/L–10-8mol/L=9.9×10-7mol/L。(c(H+)、c(OH-)由pH换算求得).
【点睛】
运用Kw计算时,注意温度。【解析】10-12CO+H2OHCO+OH-小于Na2CO3溶液>NaCN溶液>CH3COONa溶液NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO39.9×10-7四、判断题(共1题,共3分)21、×【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】错五、工业流程题(共2题,共8分)22、略
【分析】【分析】
废旧锂离子电池放电拆解处理后;正极用氢氧化钠溶液,碱溶过滤得到的滤液,调节溶液pH,过滤得到氢氧化铝沉淀;滤渣加入硫酸,过氧化氢调节溶液pH过滤,得到的滤液中加入萃取剂萃取分液得到的水层为硫酸锂,有机层通过反萃取得到的水层为硫酸钴溶液,加入碳酸氢铵溶液,沉淀钴离子,得到碳酸钴固体,据此分析解答。
【详解】
(1)该电池充电时负极(阴极)反应为6C+xLi++xe-=LixC6,说明放电时负极反应式为LixC6-xe-=6C+xLi+,充放电过程中发生LiCoO2与Li1-xCoO2之间的转化,则放电过程中,Li1-xCoO2和LixC6发生氧化还原反应生成LiCoO2和C,反应方程式为:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C,该工艺首先将废旧电池“放电处理”的目的除安全外,通过放电,将Li+从负极中脱出进入正极材料中,提高锂的回收率,故答案为:Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C;Li+从负极中脱出进入正极材料中;提高锂的回收率;
(2)正极中含有铝,铝易溶于强碱溶液生成AlO2-,反应的离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑,故答案为:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑;
(3)分离操作1是用有机溶剂萃取分离出硫酸锂溶液,因此操作1是萃取、分液;酸浸时反应物有硫酸、过氧化氢以及LiCoO2,生成物有Li2SO4和CoSO4,反应方程式为:2LiCoO2+H2O2+3H2SO4=Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O,故答案为:萃取、分液;2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O;
(4)由题中信息知LiCoO2具有强氧化性,加入盐酸有污染性气体氯气生成,污染环境,因此不能用盐酸代替H2SO4和H2O2的混合液;故答案为:有氯气生成,污染较大;
(5)“沉钴”过程中硫酸钴和碳酸氢铵反应生成碳酸钴沉淀、硫酸铵、二氧化碳和水,反应方程式为CoSO4+2NH4HCO3=CoCO3↓+(NH4)2SO4+CO2↑+H2O;实验现象为:产生无色无味的气体和沉淀,故答案为:产生气体和沉淀。
【点睛】
本题的易错点和难点为(4),要注意题中“锂离子电池正极材料有钴酸锂(LiCoO2)”,结合“充电时阴极反应为6C+xLi++xe-=LixC6”,说明LiCoO2具有强氧化性,可能将盐酸氧化生成氯气。【解析】①.Li1-xCoO2+LixC6=LiCoO2+6C②.Li+从负极中脱出进入正极材料中,提高锂的回收率③.2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑④.萃取、分液⑤.2LiCoO2+3H2SO4+H2O2==Li2SO4+2CoSO4+O2↑+4H2O⑥.有氯气生成,污染较大⑦.产生(无色无味的)气体、产生沉淀(或溶液变浑浊)23、略
【分析】【分析】
锂辉石中加入浓硫酸,2LiAl(SiO3)2+H2SO4(浓)Li2
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