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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2025年牛津上海版选修4化学下册阶段测试试卷292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9题,共18分)1、在10L恒容密闭容器中充入X(g)和Y(g),发生反应X(g)+Y(g)M(g)+N(g),所得实验数据如下表:。实验。
编号温度/℃起始时物质的量/mol平衡时物质的量/moln(X)n(Y)n(M)n(Y)n(M)①7000.100.400.090②8000.100.400.080③8000.200.30a④9000.100.15b
下列说法正确的是A.根据实验①、②可以推测该反应正反应△H>0B.实验②中,该反应的平衡常数K=2.0C.实验③中,达到平衡时,X的转化率为60%D.实验④中,达到平衡时,b>0.0602、某温度下,反应2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)在密闭容器中达到平衡时,测得c(H2)=0.4mol/L,c(CO)=0.2mol/L,c(CH3OH)=0.3mol/L;相同温度下,按照下列4组初始浓度进行实验,反应能够正向进行的是。
。选项。
c(H2)/mol/L
c(CO)/mol/L
c(CH3OH)/mol/L
A
1.00
0.10
1.00
B
0.10
2.00
0.05
C
0.02
5.00
0.30
D
0.15
0.10
0.60
A.AB.BC.CD.D3、已知90℃时,Kw=1.0×10-12,在90℃将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合,若所得溶液pH=7,则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为A.1:9B.9:1C.10:1D.1:104、酸式盐NaHB在水溶液中,HB-的电离程度小于HB-的水解程度,下列说法正确的是A.HB-水解方程式:HB-+H2OH3O++B2-B.溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(OH-)>c(H+)C.NaHB的存在抑制了水的电离D.相同物质的量浓度溶液的pH值:NaHB>Na2B5、有4种混合溶液,分别由等体积的两种溶液混合而成:与混合溶液呈中性与与与混合溶液呈碱性下列各项排序正确的是A.pH:B.溶液中C.D.6、下列说法____的是A.在相同温度下,醋酸和盐酸两种溶液中若pH相同,即B.在HCN与NaCN物质的量为的溶液中,即C.已知常温下醋酸铵水溶液呈中性,即该溶液与纯水相比较,两者水的电离度相同D.已知常温下的即硫酸钠溶液呈弱碱性7、下列各溶液中,有关成分的物质的量浓度关系正确的是A.10mL0.5mol/LCH3COONa溶液与6mL1mol/L盐酸混合:c(Cl-)>c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)B.0.1mol/LpH为4的NaHB溶液中:c(HB-)>c(H2B)>c(B2-)C.硫酸氢铵溶液中滴加氢氧化钠至溶液恰好呈中性:c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+)D.c(NH4+)相等的(NH4)2SO4溶液、(NH4)2Fe(SO4)2溶液和NH4Cl溶液:c[(NH4)2SO4]<c[(NH4)2Fe(SO4)2]<c(NH4Cl)8、298K时,用0.01mol∙L-1NaOH溶液滴定10mL0.01mol∙L-1H2A溶液的滴定曲线如图所示(已知:25℃时,H2A的Ka1=10-1.75,Ka2=10-7.19)。下列说法不正确的是()
A.a点所得溶液中:V0=5mLB.B点所得溶液中:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)C.C点所得溶液中:c(Na+)>3c(HA-)D.D点所得溶液中A2-水解平衡常数Kh1=10-6.819、25℃时,二元弱酸(或其钠盐)用相同浓度的溶液(或盐酸)滴定,其与滴定分数的关系如下图所示:下列说法正确的是。
A.曲线①表示盐酸滴定溶液B.25℃时,C.溶液中:a点比b点大D.c点溶液中:评卷人得分二、多选题(共5题,共10分)10、某反应过程能量变化如图所示;下列说法正确的是。
A.反应过程a有催化剂参与B.该反应为放热反应,热效应等于ΔHC.改变催化剂,可改变该反应的活化能D.有催化剂条件下,反应的活化能等于E1+E211、I、II、III三个容积均为1L的恒容密闭容器中均投入1molCO2和3molH2,在不同温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。反应10min,测得各容器内CO2的物质的量分别如图所示。下列说法不正确的是。
A.该正反应△H<0B.T1时,该反应的平衡常数为C.10min内,容器II中的平均速率v(CH3OH)=0.07mol·L-1·min-1D.10min后,向容器III中再加入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时v(逆)<v(正)12、常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-13mol•L-1,该溶液可能是A.稀硫酸B.氯化钠水溶液C.硝酸钠水溶液D.氢氧化钠水溶液13、将0.5mol·L-1的Na2CO3溶液与amol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,所得溶液中粒子浓度间的关系及相关判断正确的是A.B.C.若则可确定a>0.5D.若则可确定a=0.514、常温下,Ka(CH3COOH)=1.8×10-5,分别向20mL0.1mol/LNaHCO3溶液和CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol/LNaOH溶液;滴定曲线如图所示。下列叙述正确的是。
A.b点溶液中粒子浓度大小关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COOH)>c(OH-)B.c点溶液中存在:c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-)C.溶液中由水电离出c(H+)大小关系:bD.d点溶液中:=180评卷人得分三、填空题(共5题,共10分)15、(1)氢气是一种理想的新能源;与化石燃料相比,氢能源有哪三大优点______;_____、____。
(2)4g甲烷在氧气中燃烧生成CO2和液态水;放出222.5kJ热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式_________。
(3)拆开1molH-H键;1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ;则合成氨反应的热化学方程式为_________。
(4)已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol;C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ/mol;现有0.2mol的炭粉和氢气组成的悬浮气,混合物在氧气中完全燃烧,共放出63.53kJ热量,则混合物中C与H2的物质的量之比为_________。16、碳酸钠作固硫剂并用氢还原辉钼矿的原理为MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s)ΔH;实验测得平衡时的有关变化曲线如图所示。
(1)该反应的平衡常数表达式为K=___。
(2)由图1可知,该反应ΔH__0(填“>”或“<”),p1、p2、p3由大到小的顺序为___。
(3)由图2可知,A点时H2的平衡转化率为___。17、某工业废水中含有和可采用沉淀法将其除去。
(1)若加入来沉淀和当溶液中和共存时,___________。
(2)若加入溶液来调节使和完全沉淀,应满足的条件为_________。
已知:①
②时,会转化为
③离子完全除去的标准:该离子浓度18、燃料电池是利用燃料(如CO、H2、CH4等)与氧气反应,将反应产生的化学能转变为电能的装置,通常用氢氧化钾作为电解质溶液。完成下列关于甲烷(CH4)燃料电池的填空:
(1)甲烷与氧气反应的化学方程式为:__________。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O,这个电极是燃料电池的_________(填“正极”或“负极”),另一个电极上的电极反应式为:___________。
(3)随着电池不断放电,电解质溶液的碱性__________(填“增大”、“减小”或“不变”)。19、科学家预言;燃料电池将是21世纪获得电能的重要途径。近几年开发的甲醇燃料电池是采用铂作电极催化剂,电池中的质子交换膜只允许质子和水分子通过。其工作原理的示意图如下:
请回答下列问题:
(1)Pt(a)电极是电池的________极,电极反应式为__________________;Pt(b)电极发生________(填“氧化”或“还原”)反应,电极反应式为___________。
(2)电池的总反应方程式为____________________。
(3)如果该电池工作时电路中通过2mol电子,则消耗的CH3OH有______mol。评卷人得分四、判断题(共1题,共3分)20、向溶液中加入少量水,溶液中减小。(____)评卷人得分五、结构与性质(共3题,共12分)21、随着我国碳达峰、碳中和目标的确定,含碳化合物的综合利用备受关注。CO2和H2合成甲醇是CO2资源化利用的重要方法。以CO2、H2为原料合成CH3OH涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的=_______已知由实验测得反应Ⅰ的(为速率常数,与温度、催化剂有关)。若平衡后升高温度,则_______(填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)①下列措施一定能使CO2的平衡转化率提高的是_______(填字母)。
A.增大压强B.升高温度C.增大H2与CO2的投料比D.改用更高效的催化剂。
②恒温(200℃)恒压条件下,将1molCO2和1molH2充入某密闭容器中,反应达到平衡时,CO2的转化率为a,CH3OH的物质的量为bmol,则此温度下反应Ⅲ的平衡常数Kx=_______[写出含有a、b的计算式;对于反应为物质的量分数。已知CH3OH的沸点为64.7℃]。其他条件不变,H2起始量增加到3mol,达平衡时平衡体系中H2的物质的量分数为_______(结果保留两位有效数字)。
(3)反应Ⅲ可能的反应历程如图所示。
注:方框内包含微粒种类及数目;微粒的相对总能量(括号里的数字或字母;单位:eV)。其中,TS表示过渡态、*表示吸附在催化剂上的微粒。
①反应历程中,生成甲醇的决速步骤的反应方程式为_______。
②相对总能量_______eV(计算结果保留2位小数)。(已知:)22、常温下,有下列四种溶液:①HCl②NaOH③NaHSO4④CH3COOH
(1)NaHSO4溶液呈酸性,用化学用语解释其呈酸性的原因:________________。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,其pH=____________。
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加入大小相同的镁条,开始时反应速率的大小关系为①_________④(填“>”、“<”或“=”)。
(4)等体积、等pH的溶液①和④分别与足量的②反应,消耗②的物质的量大小关系为①_______④(填“>”、“<”或“=”)。23、常温下,用酚酞作指示剂,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液所得滴定曲线如图。
(已知:CH3COOH、HCN的电离平衡常数分别为1.75×10-5、6.4×10-10)
(1)图__(a或b)是NaOH溶液滴定HCN溶液的pH变化的曲线;判断的理由是__。
(2)点③所示溶液中所含离子浓度的从大到小的顺序:__。
(3)点①和点②所示溶液中:c(CH3COO-)-c(CN-)__c(HCN)-c(CH3COOH)(填“>、<或=”)
(4)点②③④所示的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是:__。参考答案一、选择题(共9题,共18分)1、C【分析】【分析】
A.分析①②中达平衡时平衡常数的变化;利用勒夏特列原理可以得知反应为放热反应;
B.由表中数据;利用三段式计算平衡时其它组分的物质的量,由于反应中气体的化学计量数相等,可以用物质的量代替浓度代入平衡常数表达式计算;
C.温度不变平衡常数不变;根据平衡常数可求出转化量,进而求出转化率;
D.对比实验①②的平衡常数可知,正反应为放热反应,升温平衡左移,平衡常数减,转化率减小,根据实验③中X的转化率为60%,则实验④4中X的转化率小于60%,达到平衡时,b<0.060;
【详解】
X(g)+Y(g)⇌⇌M(g)+N(g)
起始浓度(mol/L)0.010.0400
转化浓度(mol/L)0.0090.0090.0090.009
平衡浓度(mol/L)0.0010.0310.0090.009
实验①中,该反应的平衡常数K===2.61;
X(g)+Y(g)⇌⇌M(g)+N(g);
起始浓度(mol/L)0.010.0400
转化浓度(mol/L)0.0080.0080.0080.008
平衡浓度(mol/L)0.0020.0320.0080.008
实验②中,该反应的平衡常数K===1.0
A.由①可知700℃时,反应的平衡常数为2.61,由②可知800℃反应达平衡时平衡常数为1.0,即温度升高平衡常数减小,可知温度升高平衡左移,由列夏特勒原理可知升温平衡向吸热方向移动,故逆反应方向为吸热反应,即△H<0.故A错误;
B.由表格可知达平衡时该反应在800℃时的平衡常数为1.0;故B项错误;
C.由③可知,达平衡时平衡常数为1.0,故可知达平衡时n(M)=0.12mol,n(X)=0.12;故X的转化率为60%;
D.由表格可知在温度不变时③和④为等效平衡,此时b=0.06,但是由①和②可知该反应正向为放热反应,温度升高平衡左移,故b<0.060;D项错误;
故答案为C。2、B【分析】【分析】
某温度下,该可逆反应的平衡常数K=根据Qc和K值的大小判断该反应进行的方向:Qc>K,反应向逆反应方向进行。Qc=K,反应达到平衡状态。Qc<K;反应向正反应方向进行。
【详解】
A.由题可知,A项中的Qc=>9.375(L/mol)2,即Qc>K;反应向逆反应方向进行,A项错误;
B.B项中的Qc=<K;反应向正反应方向进行,B项正确;
C.C项中的Qc=>K;反应向逆反应方向进行,C项错误;
D.D项中的Qc=>K;反应向逆反应方向进行,D项错误;
答案选B。3、A【分析】【详解】
设氢氧化钠的体积为V1,稀硫酸的体积为V2,NaOH的浓度为c(OH-)=10-3mol/L,硫酸中c(H+)=10-4mol/L,混合后溶液的pH=7,溶液呈碱性,溶液中c(OH-)=10-5mol/L,(10-3V1-10-4V2)÷(V1+V2)=10-5,解得V1:V2=1:9,答案选A。4、B【分析】【详解】
A.该反应是HB-的电离方程式,水解方程式:HB-+H2OH2B+OH-;A错误;
B.HB-的电离程度小于HB-的水解程度,说明溶液显碱性,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(HB-)>c(OH-)>c(H+);B正确;
C.水解过程大于电离过程;因此NaHB的存在是促进了水的电离,C错误;
D.B2-的水解程度大于HB-的水解程度,所以相同物质的量浓度溶液的pH值:NaHB<Na2B;D错误;
答案选B。5、C【分析】【详解】
A.酸性越强,pH越小,四种混合物中,②与的pH最小,④与的pH最大,①与的溶液显示中性,③与显示弱酸性,正确pH关系应该为:故A错误;
B.溶液中越大,pH越小,根据A选项可知,正确顺序为:故B错误;
C.四种溶液中,④与的最大,大于其次是②与接近①与发生了双水解,铵根离子浓度最小,所以正确排序为:故C正确;
D.由于④与中,氨水是弱电解质,部分电离,最大,其次是①与发生了双水解,的水解程度稍大;氨水浓度最小的是②与几乎没有氨水存在,所以氨水浓度大小顺序为:故D错误;
故选C。
【点睛】
本题考查了盐的水解原理、离子浓度大小比较,题目难度中等,试题涉及的知识点较多,注意掌握盐的水解原理及其应用方法,能够根据盐的水解原理、电荷守恒等判断溶液中离子浓度大小。6、C【分析】【详解】
A.在相同温度下,醋酸和盐酸两种溶液中若pH相同,由溶液中正负电荷相等,可知故A不符合题意;
B.与NaCN物质的量为1:1的溶液中,说明溶液呈碱性,则HCN电离程度小于水解程度,但HCN电离、NaCN水解程度都较小,则溶液中存在故B不符合题意;
C.常温下的醋酸铵溶液呈中性;说明铵根离子与醋酸根离子的水解程度相同,由于铵根离子和醋酸根离子发生水解,水的电离程度增大,即醋酸铵溶液中水的电离程度大于纯水,故C符合题意;
D.已知常温下的说明未完全电离,会发生水解反应而钠离子不水解,因此硫酸钠溶液呈弱碱性,故D选项不符合题意;
故选C。7、C【分析】【详解】
A.10mL0.5mol/LCH3COONa溶液与6mL1mol/L盐酸混合,生成5mmolCH3COOH、5mmolNaCl、余1mmolHCl,则c(Cl-)>c(Na+)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-);A不正确;
B.0.1mol/LpH为4的NaHB溶液中,HB-以电离为主,水解为次,则c(HB-)>c(B2-)>c(H2B);B不正确;
C.硫酸氢铵溶液中滴加氢氧化钠至溶液恰好呈中性,为便于比较,可认为生成NaNH4SO4,还有NaOH少量剩余,NH4+有少量与OH-反应生成NH3∙H2O,则c(Na+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)=c(H+);C正确;
D.相同浓度的(NH4)2SO4溶液、(NH4)2Fe(SO4)2溶液和NH4Cl溶液中,c(NH4+)由大到小的顺序为:c[(NH4)2Fe(SO4)2]>c[(NH4)2SO4]>c(NH4Cl),则c(NH4+)相等时,c[(NH4)2Fe(SO4)2]<c[(NH4)2SO4]<c(NH4Cl);D不正确;
故选C。8、A【分析】【分析】
【详解】
A.a点所得溶液中,pH=1.75,则c(H2A)==c(HA-),所以H2A与NaOH反应发生后,c(H2A)>c(HA-),V0<5mL;A不正确;
B.B点时,H2A与KOH刚好完全反应生成KHA,溶液中存在三个平衡体系:HA-H++A2-,HA-+H2OH2A+OH-,H2OH++OH-,由此得出所得溶液中:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-);B正确;
C.C点时,c(HA-)==c(A2-),依据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)=3c(HA-)+c(OH-),因为pH=7.19,c(H+)<c(OH-),所以c(Na+)>3c(HA-);C正确;
D.D点所得溶液中,A2-水解平衡常数Kh1===10-6.81;D正确;
故选A。9、C【分析】【分析】
曲线①起始点pH为10,则为盐酸滴钠盐,曲线②起始pH为酸性,则为氢氧化钠滴定方程式为故反应终点a的溶质为反应终点b的溶质为c点为和且物质的量之比为1:1。
【详解】
A.曲线①起点pH为10,由分析可知,表示盐酸滴定溶液;A不正确;
B.25℃时,b溶液pH=10,其溶质为水解过程为,其由于故其值不等于B不正确;
C.a点溶质为存在根据其pH,以电离为主,故b点溶质为存在水解以第一步为主,故a点比b点大;C正确;
D.c点为和且物质的量之比为1:1,最大,若只考虑电离,但A2-要水解消耗,且生成OH-,故D不正确。
答案选C。二、多选题(共5题,共10分)10、BC【分析】【分析】
【详解】
A.由图示可知反应过程a需要的活化能较高;没有催化剂参与,错误;
B.由于反应物的能量高于生成物的能量;多余的能量就以热能的形式释放出来。所以该反应为放热反应,热效应等于反应物与生成物能量的差值ΔH,正确;
C.改变催化剂;改变了反应途径,降低了反应的活化能,但是反应热不变,正确;
D.E1是正反应的活化能,E2是中间产物的活化能,有催化剂条件下,正反应的活化能等于E1;错误。
答案选B。11、BD【分析】【详解】
A.根据图中信息可知,Ⅰ中反应末达平衡,Ⅱ、Ⅲ反应达平衡,则升高温度,CO2的物质的量增大,平衡逆向移动,证明该正反应ΔH<0;选项A正确;
B.T1时;反应末达平衡状态,无法计算反应的平衡常数,选项B错误;
C.10min内,容器Ⅱ中的平均速率:v(CH3OH)=v(CO2)==0.07mol·L-1·min-1;故C正确;
D.10min时n(CO2)=0.7mol,则n(H2)=2.1mol、n(CH3OH)=n(H2O)=0.3mol,平衡常数K=向容器Ⅲ中再加入1molCO2(g)和1molH2O(g),此时Q=>K,反应逆向移动,v(逆)>v(正);故D错误;
故选BD。12、AD【分析】【分析】
常温下,某溶液中由水电离出的c(H+)水=1.0×10-13mol/L<10-7mol/L;说明该溶液中的溶质抑制了水的电离;酸碱对水的电离有抑制作用,水解的盐促进水的电离,据此分析判断。
【详解】
A.稀硫酸是强酸;硫酸电离出的氢离子抑制水的电离,A项正确;
B.氯化钠溶液电离的氯离子和钠离子不影响水的电离;氯化钠溶液显中性,对水的电离无影响,B项错误;
C.硝酸钠溶液为强酸强碱盐;溶液显中性,对水的电离无影响;C项错误;
D.氢氧化钠是强碱;氢氧化钠电离出的氢氧根离子抑制水的电离,D项正确;
答案选AD。13、BD【分析】【详解】
A.溶液中存在电荷守恒则A项错误;
B.碳酸钠中存在物料守恒碳酸氢钠中存在物料守恒混合溶液中存在物料守恒,根据碳酸钠中的物料守恒得B项正确;
C.若溶液呈碱性,若a=0.5,碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子,则混合溶液中也存在C项错误;
D.根据电荷守恒得若两式整理得根据物料守恒a=0.5,D项正确;
答案选BD。14、BD【分析】【详解】
A.b点是20mL0.1mol/LCH3COOH溶液中滴入10mL0.1mol/L氢氧化钠溶液发生反应生成的CH3COONa和过量CH3COOH等浓度的混合溶液,此时溶液pH<7,则c(H+)>c(OH-),说明CH3COOH的电离作用大于CH3COONa的水解作用,所以c(CH3COO-)>c(Na+),盐电离产生的Na+浓度远大于弱酸CH3COOH电离产生的H+的浓度,但酸电离程度是微弱的,主要以电解质分子存在,所以c(CH3COOH)>c(H+),醋酸分子发生电离而消耗,所以c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+),故溶液中微粒浓度大小关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-);A错误;
B.c点是20mL0.1mol/LNaHCO3溶液中滴入20mL0.1mol/L氢氧化钠溶液发生反应生成的碳酸钠溶液,溶液中存在质子守恒,水电离出氢氧根离子浓度等于所有氢离子浓度总和,c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)=c(OH-);B正确;
C.a点是Na2CO3、NaHCO3等浓度的混合溶液,促进水的电离;b点是等浓度CH3COONa和CH3COOH混合溶液,溶液的pH<7,说明醋酸电离作用大于CH3COONa的水解作用,水电离平衡受到抑制作用;c点是Na2CO3溶液,该盐是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,促进水的电离;d点是pH等于7的CH3COONa和CH3COOH混合的中性溶液,水的电离平衡的抑制作用与促进作用相等,对水电离平衡移动无影响,根据溶液pH大小可知,四点水电离程度:bc(H+)就越大,故溶液中由水电离出c(H+)关系为:b
D.d点溶液pH=7为中性,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,×==180;D正确;
故答案选BD。三、填空题(共5题,共10分)15、略
【分析】【详解】
(1)单位质量的氢气和其他燃料相比;燃烧产生的热量多,氢气燃烧产物是水,无污染,而且氢气可以用水为原料制取,原料充足。所以氢气和其他化石燃料相比,具有热值大;无污染、原料充足等优点。
(2)4g甲烷的物质的量为0.25mol,在氧气中燃烧生成CO2和液态水,放出222.5kJ热量,那么1mol甲烷完全燃烧放出222.5kJ×4=890kJ的热量,所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/mol。
(3)拆开1molH-H键、1molN-H键、1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g)的△H=946kJ+3×436kJ-6×391kJ=-92kJ,所以合成氨反应的热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ/mol。
(4)设炭粉的物质的量为xmol,则氢气的物质的量为0.2-x,根据氢气和碳燃烧的热化学方程式:393.5x+241.8(0.2-x)=63.53,解得x=0.1,则混合物中C和H2的物质的量均为0.1mol,C与H2的物质的量之比为1﹕1。【解析】热值大无污染原料充足CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJ/molN2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ/mol1﹕116、略
【分析】【分析】
(1)根据化学平衡常数的定义书写该反应的平衡常数表达式;
(2)图象中氢气体积分数随温度升高减小,说明升温平衡正向进行;MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)⇌Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s);反应前后气体物质的量增大,压强越大平衡逆向进行;
(3)由图可知A点时氢气的体积分数为40%;结合三行计算列式计算平衡转化率。
【详解】
(1)MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)⇌Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s),化学平衡常数为达到平衡,体系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,固体或纯液体没有浓度变化量,则该反应的平衡常数表达式为K=
(2)图象中氢气体积分数随温度升高减小,说明升温平衡正向进行,正反应为为吸热反应,△H>0,MoS2(s)+4H2(g)+2Na2CO3(s)⇌Mo(s)+2CO(g)+4H2O(g)+2Na2S(s),该反应正向是气体增大的反应,增大压强则平衡逆向进行,氢气体积分数增大,即其它条件相同时,压强越大,氢气体积分数越大,则p3>p2>p1;
(3)设生成二氧化碳物质的量为x;三段式为。
由图可知A点时氢气的体积分数为40%,得到×100%=40%,x=1mol,氢气转化率=×100%=50%。
【点睛】
由于固体或纯液体没有浓度变化量,浓度始终为常数1,不用写入平衡常数表达式中。【解析】K=>p3>p2>p150%17、略
【分析】【详解】
(1)=故答案为:105;
(2)由氢氧化锌和氢氧化铜的溶度积常数可知,氢氧化铜的溶解度小,要使两种离子均沉淀完全要确保氢氧化锌完全沉淀,c(OH-)(最小)=pH=8.5,又因时,会转化为因此pH应小于11,应满足的条件为8.5~11,故答案为:8.5~11;【解析】1058.5~1118、略
【分析】【详解】
(1)甲烷与氧气反应生成CO2和水,化学方程式为:CH4+O2=CO2+2H2O。
(2)已知燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH==K2CO3+3H2O,电池中有一极的电极反应为CH4+10OH--8e-==CO32-+7H2O,甲烷失电子发生氧化反应,失电子这个电极是燃料电池的负极,通入氧化剂的电极为正极,另一个电极上的电极反应式为:2O2+4H2O+8e-==8OH-。
(3)已知CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,电池工作一段时间后,因为消耗氢氧化钾所以溶液的碱性减小,故随着电池不断放电,电解质溶液的碱性减小”。【解析】①.CH4+O2==CO2+2H2O②.负极③.2O2+4H2O+8e-==8OH-④.减小19、略
【分析】从示意图中可以看出电极Pt(a)原料是CH3OH和水,反应后产物为CO2和H+,CH3OH中碳元素化合价为-2,CO2中碳元素化合价为+4,说明Pt(a)电极上CH3OH失去电子,电极Pt(a)是负极,则电极Pt(b)是正极,Pt(b)电极原料是O2和H+,反应后的产物为H2O,氧元素化合价由0→-2,发生还原反应,因为电解质溶液是稀H2SO4,可以写出电池总反应式为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,再写出较为简单的正极反应式:3O2+12e-+12H+=6H2O,用总反应式减去正极反应式即可得到负极反应式为:2CH3OH+2H2O-12e-=2CO2↑+12H+。【解析】负CH3OH+H2O-6e-===CO2+6H+还原O2+4H++4e-===2H2O2CH3OH+3O2===2CO2+4H2O四、判断题(共1题,共3分)20、×【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、结构与性质(共3题,共12分)21、略
【分析】【详解】
(1)根据盖斯定律,由Ⅲ-Ⅱ可得
反应Ⅰ属于吸热反应,反应Ⅰ达平衡时升温,平衡正向移动,K增大,则减小;
(2)①A.Ⅲ为气体分子总数减小的反应,加压能使平衡正向移动,从而提高的平衡转化率;A正确;
B.反应Ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,反应Ⅲ为放热反应,升高温度平衡逆向移动,的平衡转化率不一定升高;B错误;
C.增大与的投料比有利于提高的平衡转化率;C正确;
D.催剂不能改变平衡转化率;D错误;
故选AC;
②200℃时是气态,1mol和1molH2充入密闭容器中,平衡时的转化率为a,则消耗剩余的物质的量为根据碳原子守恒,生成CO的物质的量为消耗剩余生成此时平衡体系中含有和则反应Ⅲ的其他条件不变,H2起始量增加到3mol,达平衡时则平衡时
的物质的量分别为0.5mol、1.9mol、0.5mol、0.2mol、0.3mol,平衡体系中H2的物质的量分数为1.9/3.4=0.56;
(3)①决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应。反应速率快慢由反应的活化能决定,活化能越大,反应速率越慢。仔细观察并估算表中数据,找到活化能(过渡态与起始态能量差)最大的反应步骤为
②反应Ⅲ的指的是和的总能量与和的总能量之差为49kJ,而反应历程图中的E表示的是1个分子和1个分子的相对总能量与1个分子和3个分子的相对总能量之差(单位为eV),且将起点的相对总能量设定为0,所以作如下换算即可方便求得相对总能量【解析】(1)+41.0减小。
(2)AC0.56
(3)或-0.5122、略
【分析】【分析】
(1)NaHSO4溶液呈酸性,其原因是NaHSO4完全电离生成H+。
(2)0.1mol·L-1的溶液②,c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=-lgc(H+)。
(3)向等体积、等浓度的溶液①、④中加入大小相同的镁条,HCl完全电离,而CH3COOH部分电离,溶液中的c(H+)为盐酸大于醋酸;由此可得出开始时反应速率的大小关系。
(4)等体积;等pH的溶液①和④中;醋酸的浓度远大于盐酸,分别与足量的②反应时,盐酸和醋酸都发生完全电离,由此可得出二者消耗②的物质的量大小关系。
【详解】
(1)NaHSO4溶液
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