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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年冀少新版选择性必修1化学上册阶段测试试卷877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8题,共16分)1、时,由水电离出来的则关于溶液的pH的说法正确的是A.一定是B.一定是C.一定是D.可能或2、下列有关金属腐蚀的说法正确的是A.电化学腐蚀是在外加电流作用下不纯金属发生化学反应被损耗的过程B.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同,但电化学腐蚀伴有电流产生C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀,负极吸收氧气,产物最终转化为铁锈D.镀锌的铁板比镀锡的铁板更容易被腐蚀3、下列关于有效碰撞理论与影响速率因素之间关系正确的是A.增大反应物浓度,可以提高活化分子百分数,从而提高反应速率B.对于气体反应来说,通过压缩体积增大压强,可以提高单位体积内活化分子数,从而提高反应速率C.温度升高,分子动能增加,反应所需活化能减少,反应速率增大D.选用适当的催化剂,分子运动加快,增加了碰撞频率,故反应速率增大4、一定温度下,将2molA和2molB两种气体混合于固定容积为2L的密闭容器中,发生反应:2A(g)+B(g)xC(g)+2D(s)。2min末该反应达到平衡,此时剩余1.2molB,并测得C的浓度为1.2mol/L。下列判断正确的是A.D能表示的平均反应速率为0.4mol/(L·min)B.A的转化率是40%C.该条件下此反应的化学平衡常数约为0.72D.若混合气体的密度保持不变,该反应达到平衡状态5、下图是反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)进行过程中的能量变化曲线。下列相关说法正确的是。
A.该反应是吸热反应B.催化剂能改变反应的焓变(反应热)C.该反应的反应热△H=-510kJ·mol-1D.曲线b表示使用催化剂后的能量变化6、Fe3O4中含有Fe(II)、Fe(III),以Fe3O4/Pd为催化材料,可实现用H2消除酸性废水中的致癌物NO其反应过程如图所示。下列说法错误的是。
A.Pd作负极B.Fe(II)与Fe(III)的相互转化起到了传递电子的作用C.反应过程中NO被Fe(II)还原为N2D.用该法处理后水体的pH降低7、NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A.将1molC12通入足量水中,HC1O、C1-、C1O-粒子数之和小于2NAB.100mL12mol·L-1的浓硝酸与过量Cu反应,转移的电子数大于0.6NAC.常温下,1L0.5mol·L-1CH3COONH4溶液的pH=7,溶液中的NH数小于0.5NAD.在铁上镀锌,当电路中通过的电子数为2NA时,电解质溶液质量减轻65g8、氯碱工业中用隔膜式电解槽电解饱和食盐水,下列说法错误的是。
A.利用阴离子交换膜将两极溶液分开B.阴极可以得到浓度较高的烧碱溶液C.电解槽的阳极用金属钛网制成,阴极用钢网制成D.原料精制的食盐水需要加到电解槽阳极室评卷人得分二、填空题(共5题,共10分)9、请根据所学知识回答下列问题:
(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1____ΔH2(填“>”;“<”或“=”;下同)。
(2)相同条件下,1mol氮气和氢气反应断键吸收能量____形成2mol氨气成键所放出的能量。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1___ΔH2。①P4(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s)ΔH1,②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s)ΔH2。
(4)25℃1.01×105Pa下,1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量,该反应的热化学方程式是_______。
(5)已知:0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了akJ热量,该反应的热化学方程式是_______。
(6)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-437.3kJ•mol﹣1,H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-285.8kJ•mol﹣1,CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol﹣1,煤的气化主要反应的热方程式C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=__kJ•mol﹣1。10、甲醇和水蒸气制取H2的反应如下:
反应I(主):CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)∆H1=+49kJ/mol
反应II(副):H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)∆H2
反应III:CH3OH(g)CO(g)+2H2(g)∆H3=+90kJ/mol
(1)△H2=___。
(2)下列有关反应I的说法不正确的是___。(填选项序号)
a.恒温;恒压条件下;在反应体系中充入He,平衡不移动。
b.恒温;恒容条件下;容器内的压强不发生变化反应达到平衡。
c.反应达平衡时,H2的消耗速率是CO2的消耗速率的3倍。
d.温度不变;减小压强,逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡向正反应方向移动。
(3)在一体积不变的密闭容器中,充入2.0molCH3OH(g)和1.0molH2O(g),达平衡后,再加入1.0molCH3OH(g)和0.5molH2O(g),平衡向___移动。在相同温度下,再达平衡时,甲醇的转化率___(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)催化剂不仅可以改变化学反应速率,还有一种特性叫“催化剂的选择性”。下图为某催化剂作用下,CH3OH转化率;CO生成率与温度的变化关系。
①随着温度的升高,CO的实际反应生成率与平衡状态生成率相差较大的原因是催化剂对___(填“反应I”或“反应II”)的选择性低。
②写出一条能提高CH3OH转化率而降低CO生成率的措施___。
(5)250℃,一定压强和催化剂条件下,在1L的容器中1.00molCH3OH和1.32molH2O充分反应(忽略反应III),平衡时测得H2为2.70mol,CO为0.030mol,H2O为0.44mol,列式计算反应II的平衡常数K=___(结果保留两位有效数字)。11、Ⅰ、空气污染物NO通常用含的吸收液吸收(反应后Ce为+3价),生成再利用电解法将上述吸收液中的转化为无毒物质;其原理如图所示:.
(1)已知NO被吸收的过程中,当600mL的吸收液的pH由6降为2时,转移的电子数为试写出吸收过程中发生的离子反应方程式(反应前后溶液的体积不变):________________________________。
(2)电解过程中从电解槽的________口(填“a、b;c、d”)流出。
(3)阴极的电极反应式:______________________________________。
Ⅱ、2019年10月9日,瑞典皇家科学院宣布,将209年诺贝尔化学奖授予JohnB.Goodenough、M.StanleyWhittingham、AkiraYoshino,以表彰他们对锂离子电池研发领域做出的贡献。作为电动车的“颠覆者”,特斯拉公司所采用的正是高效锂电池:电池(正极材料为负放电极材料为石墨和Li,含导电固体为电解质),其工作原理为:
(1)放电过程中,正极反应式为:_____________________________________;
(2)放电结束后,负极材料应与电源________极相连进行充电。
(3)氢能是重要的新能源。储氢作为氢能利用的关键技术,是当前关注的热点之一。一定条件下,利用上述电池作为电源进行电解,原理如图所示,可实现有机物的电化学储氢(忽略其它有机物)。已知:电流效率
①生成目标产物的电极反应式为_____________________________________。
②该储氢装置的电流效率_________________________。(保留一位小数)
③上述锂电池正极材料的质量将增加______g;12、醋酸(CH3COOH)是一种常见的弱酸。
(1)为用实验证明醋酸是弱电解质;实验小组同学设计如下几种方案:
①用pH试纸测出0.1mol/L的醋酸溶液pH:若pH___1(填“>”、“<”或“=”);则证明醋酸是弱酸;
②先测0.1mol/L醋酸的pH;量取该溶液5mL用蒸馏水稀释至500mL,再测其pH,若________________;则证明醋酸是弱电解质;
③分别配制pH相同的醋酸和盐酸,各取10mL与足量的锌粒反应(装置如图),测试在不同时间间隔中得到H2的量,即可证明醋酸是弱电解质。下列示意图(X为醋酸,Y为盐酸)中,符合该实验结果的是__________(选填字母);
但在该实验中难以实现之处为__________________________________。(举例)
(2)醋酸和氢氧化钠反应生成醋酸钠(CH3COONa)。
①将CH3COONa固体溶于蒸馏水后其溶液显碱性,其原因是(用离子方程式表示)______________________________;在该溶液中,下列关系式中正确的是________;(选填字母)
A.c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
B.c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH)
C.c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
D.c(CH3COO-)>c(OH-)>c(Na+)>c(H+)
②醋酸和氢氧化钠反应后得到溶液中溶质的组成有多种可能:
若得到的溶液中c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),试推断该溶液中的溶质为_____;
若得到的溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),则可以推断该溶液中的溶质可能为____;
③将amol/LCH3COOH稀溶液和bmol/LNaOH稀溶液等体积混合:
若测得溶液中c(OH-)=c(H+),则a___b;(选填“>”、“<”;“=”、“≤”或“≥”)
若测得溶液中c(OH-)>c(H+),则a___b;(选填“>”、“<”、“=”、“≤”或“≥”)13、常温常压下,断裂1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol(理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJ·mol-1)。下表是一些键能数据(kJ·mol-1):
。化学键键能化学键键能化学键键能C-F427C-Cl330C-I218H-H436S=S255H-S339回答下列问题:
(1)由表中数据规律预测C-Br键的键能范围:_____<C-Br键能<______(填写数值和单位)。
(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g)═2H2S(g)△H=QkJ·mol-1;则Q=_______。
(3)已知下列热化学方程式:
O2(g)═O2+(g)+e-△H1=+1175.7kJ·mol-1
PtF6(g)+e-═PtF6-(g)△H2=-771.1kJ·mol-1
O2+PtF6-(s)═O2+(g)+PtF6-(g)△H3=+482.2kJ·mol-1
则反应O2(g)+_______(g)=O2+(g)+PtF6-(s)△H=_______kJ·mol-1。评卷人得分三、判断题(共5题,共10分)14、在任何条件下,纯水都呈中性。(______________)A.正确B.错误15、则相同条件下,气体的总能量小于氢气和氟气的能量之和。(_______)A.正确B.错误16、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17、在100℃时,纯水的pH>7。(______________)A.正确B.错误18、化学平衡正向移动,反应物的转化率不一定增大。(____)A.正确B.错误评卷人得分四、结构与性质(共2题,共16分)19、钴的氧化物常用于制取催化剂和颜科等。以钴矿[主要成分是CoO、Co2O3、Co(OH)3,还含SiO2及少量A12O3、Fe2O3、CuO及MnO2等]为原料可制取钴的氧化物。
(1)一种钴氧化物晶胞如图1所示,该氧化物中钴离子基态核外电子排布式为_______。
(2)利用钴矿制取钴的氧化物的主要步骤如下:
①浸取:用盐酸和Na2SO3溶液浸取钴矿,浸取液中含有Al3+、Fe2+、Co2+、Cu2+、Mn2+、Cl-、等离子。写出Co2O3发生反应的离子方程式_______。
②除杂:向浸取液中先加入足量NaClO,氧化Fe2+,再加入NaOH调节pH除去A13+、Fe3+、Cu2+。有关沉淀数据如表(“完全沉淀时金属离子浓度≤10×10-5mol/L)。沉淀Al(OH)3Fe(OH)3Co(OH)2Cu(OH)2Mn(OH)2恰好完全沉淀时pH5.22.89.46.710.1
若浸取液中c(Co2+)=0.1mol/L,则须调节溶液pH的范围是_______(加入NaClO3和NaOH时;溶液的体积变化忽略)。
③萃取、反萃取:向除杂后的溶液中,加入某有机酸萃取剂(HA)2,发生反应:Co2++n(HA)2CoA2·(n-1)(HA)2+2H+。实验测得:当溶液pH处于4.5~6.5范围内,Co2+萃取率随溶液pH的增大而增大(如图2所示),其原因是_______。向萃取所得有机相中加入H2SO4,反萃取得到水相。该工艺中设计萃取、反萃取的目的是_______。
④沉钴、热分解:向反萃取后得到的水相中加入(NH4)2C2O4溶液,过滤、洗涤、干燥,得到CoC2O4·2H2O晶体。图为二水合草酸钴(CoC2O4·2H2O)在空气中受热的质量变化曲线;曲线中300℃及以上所得固体均为钴氧化物。
通过计算确定C点剩余固体的化学成分为_______(填化学式)。试写出B点对应的物质与O2在225~300℃发生反应的化学方程式:_______。20、合成氨是人类科学技术上的一项重大突破。合成氨工业中,用空气、水和焦炭为原料制得原料气(N2、H2以及少量CO、NH3的混合气);常用铁触媒作催化剂。
(1)C、N、O三种元素中第一电离能最大的元素是_____,电负性最大的元是______。
(2)26Fe在周期表中的位置是_____,Fe2+具有较强的还原性,请用物质结构理论进行解释:_____。
(3)与CO互为等电子体的阴离子是_____,阳离子是_____。(填化学式)
(4)NH3可用于制用硝酸。稀硝酸吸收NOx,得到HNO3和HNO2(弱酸)的混合溶液,用惰性电极电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应_____。评卷人得分五、工业流程题(共1题,共3分)21、硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源;变废为宝,在实验室中探究采用废铁屑来制备硫酸铁铵,具体流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤①是用热的纯碱溶液能去除废铁屑表面油污的原因(用离子方程式表示)____。
(2)步骤②需要加热的目的是___,温度保持80~95℃,采用的合适加热方式是___。铁屑中含有少量硫化物,反应产生的气体需要净化处理,合适的装置为___(填标号)。
A.B.C.D.
(3)步骤③中选用足量的H2O2,发生反应的离子方程式是___,分批加入H2O2,同时为了____;溶液要保持pH小于0.5。
(4)步骤⑤的具体实验操作有___,经干燥得到硫酸铁铵晶体样品。评卷人得分六、元素或物质推断题(共3题,共18分)22、已知A~N分别代表一种物质;它们之间的转化关系如图所示(部分反应的反应条件和生成物已略去)。A;B、C分别是由短周期元素组成的单质,A是金属,D是无色液体。F是一种离子化含物,其阴阳离子的个数比为1:3,且能与水反应得到两种碱。反应①是实验室检验某离予的方法,反应②是工业、生产N的重要反应。请回答下列问题:
(1)B元素在元素周期表中的位置是__________,F的电子式是_____________。
(2)写出反应①的离子方程式:___________;
(3)Cu与足量的N的浓溶液反应得到的产物主要是M不是L,其原因是__________(请用上图所示关系中反应的化学方程式回答)。
(4)选择性催化还原(SCR)是在有催化剂的条件下将M转变为无毒的物质,这是目前国外进行尾气治理遍采用的一种方法。亚铬酸铜(Adkin偿化剂)是极好的M催化还原的催化剂,是铜和铬的复合氧化物,成分不固定,如:aCuO·bCr2O3等,统称为亚铬酸铜。其中:CuNH4(OH)CrO4在295℃分解生成复合的氧化物(催化剂)、氮气及水,写出该反应的化学方程式:______________________。
(5)已知一定温度(>100℃)下,反应②的平衡常数为1。将0.8molK和1.1molB放入容积为1L的封闭容器中,发生反应②,一段时间后L的浓度为0.4mol/L,此时反应v正_____v逆(填“>”、“<”或“=”)。当反应到达平衡后,保持温度不变,再加入一定物质的量的B,重新达到平衡,则L的平衡浓度__________(填“增大”、“不变”或“减小”),B的转化率_________。(填“升高”、“不变”或“降低”),L的体积分数___________(填“增大”、“不变”、“减小”或“无法确定”)。23、X;Y、Z、W为四种常见的短周期元素。其中Y元素原子核外最外层电子数是其电子层数的3倍;它们在周期表中的相对位置如下图所示:
。X
Y
Z
W
请回答下列问题:
(1)W位于周期表中第______________周期,第___________族。
(2)X和氢可以构成+1价阳离子,其电子式是_________,Y的气态氢化物的稳定性比Z的气态氢化物的稳定性_________(填“强”;或“弱”)。
(3)X的最高价氧化物的水化物与其氢化物能化合生成M,M的水溶液显酸性的原因是_____________________(用离子方程式表示)。
(4)①Y和Z可组成一种气态化合物Q,Q能与W的单质在潮湿环境中反应,反应的化学方程式是_______________________________。
②在一定条件下,化合物Q与Y的单质反应达平衡时有三种气态物质,反应时,每转移4mol电子放热190.0kJ,该反应的热化学方程式是_________________。24、有关物质的转化关系如下图所示(部分物质和条件已略去)。A是常用的漂白液的有效成分,C为黄绿色气体,气体F在C中燃烧产生苍白色火焰,D是海水中含量最多的一种盐,X、Y是两种常见的金属,H遇到KSCN溶液时变成红色,Z是两种氢氧化物沉淀的混合物。
请回答下列问题:
(1)B的电子式为_________________。
(2)Z中所含沉淀有A1(OH)3和_________________。
(3)写出Y和溶液G反应的离子方程式:_______________________________。
(4)写出A和B反应的化学方程式:________________________________。参考答案一、选择题(共8题,共16分)1、D【分析】【详解】
由水电离出来的若为碱溶液,碱中水电离出的则则pH=11,若为酸溶液,则酸中水电离出的酸中氢离子浓度为则pH=3,因此溶液pH可能3或11,故答案为D。
综上所述,答案为D。2、B【分析】【分析】
【详解】
A.电化学腐蚀是不纯金属与电解质溶液接触时发生原电池反应而损耗的过程;不需要外加电流,故A不选;
B.金属的电化学腐蚀和化学腐蚀本质相同均属于氧化还原反应;但电化学腐蚀伴有电流产生,而化学腐蚀无电流产生,故选B;
C.钢铁腐蚀最普遍的是吸氧腐蚀;正极吸收氧气,而不是负极吸收氧气,故C不选;
D.镀锌的铁板破损后;Zn作负极,Fe仍受保护,而镀锡的铁板破损后,铁作负极被腐蚀,故D不选。
答案选B3、B【分析】【详解】
A.增大反应物浓度;单位体积内分子总数增多,活化分子数目增多,活化分子百分数不变,碰撞次数增多,反应速率增大,故A错误;
B.对于气体反应来说;通过压缩体积增大压强,单位体积内分子总数增多,活化分子数目增多,活化分子百分数不变,碰撞次数增多,反应速率增大,故B正确;
C.温度升高;分子动能增加,反应的活化能不变,单位体积内分子总数不变,活化分子数目增多,活化分子百分数增多,碰撞次数增多,反应速率增大,故C错误;
D.选用适当的催化剂;降低反应所需的活化能,单位体积内分子总数不变,活化分子数目增多,活化分子百分数增多,碰撞次数增多,反应速率增大,故D错误。
综上所述,答案为B。4、D【分析】2min时反应达到平衡状态,此时剩余1.2molB,B的浓度变化为=0.4mol/L;C的浓度为1.2mol/L,B;C的浓度变化与化学计量数成正比,则0.4mol/L:1.2mol/L=1:x,解得:x=3;
以此解答该题。
【详解】
A.D为固体;不能用于表达化学反应速率,A选项错误;
B.由分析中三段式计算得A的转化率为=80%;B选项错误;
C.根据三段式计算,得到方程式中C的系数为3,平衡常数K==72;C选项错误;
D.在体积固定的容器中;由于D为固体,密度不变可以说明该反应达到化学平衡状态,故D正确。
答案选D。
【点睛】
考查化学平衡的计算,明确化学平衡移动影响为解答关键,注意掌握三段式在化学平衡计算中的应用方法。5、D【分析】【分析】
【详解】
A.反应物总能量大于生成物总能力;反应为放热反应,A错误;
B.加入催化剂;活化能减小,反应速率加快,但反应热不变,B错误;
C.反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能,则该反应△H=419kJ·mol-1-510kJ·mol-1=-91kJ·mol-1;C错误;
D.加入催化剂,活化能减小低,曲线b表示使用催化剂后的能量变化;D正确;
故选D。6、D【分析】【分析】
由图可知Pd上氢气失电子生成氢离子,发生氧化反应,故Pb作负极,Fe(Ⅱ)失电子生成Fe(Ⅲ),总反应方程式:据此分析解答。
【详解】
A.由图可知Pd上氢气失电子生成氢离子,发生氧化反应,故Pb作负极;故A正确;
B.Fe(Ⅱ)得电子生成Fe(Ⅲ);Fe(Ⅱ)失电子生成Fe(Ⅲ),则Fe(Ⅱ)与Fe(Ⅲ)的相互转化起到了传递电子的作用,故B正确;
C.由图可知反应过程中NO2得到Fe(Ⅱ)给的电子生成N2,所以反应过程中NO2被Fe(Ⅲ)还原为N2;故C正确;
D.总反应方程式可知:所以用该法处理后水体的pH升高,故D错误;
故答案选D。7、D【分析】【分析】
【详解】
A.将1molC12通入足量水中,部分氯气和水反应,所以HC1O、C1-、C1O-粒子数之和小于2NA;故A正确;
B.100mL12mol·L-1的浓硝酸与过量Cu反应,若还原产物全是NO2,转移电子数为0.6NA,若还原产物全是NO,转移的电子数为0.9NA;故B正确;
C.常温下,1L0.5mol·L-1CH3COONH4溶液的pH=7,铵根离子、醋酸根离子都水解,所以溶液中的NH数小于0.5NA;故C正确;
D.在铁上镀锌,阳极锌失电子生成锌离子、阴极锌离子得电子生成锌,电路中通过的电子数为2NA时;电解质溶液质量不变,故D错误;
选D。8、A【分析】【分析】
左侧产生氯气;说明左侧发生氧化反应,为电解池的阳极,右侧发生还原反应生成氢气,所以右侧为阴极。
【详解】
A.根据图中箭头可知离子交换膜允许离子向阴极移动;电解池中阳离子流向阴极,所以离子交换膜为阳离子交换膜,故A错误;
B.阴极水电离出的氢离子放电产生氢气;同时产生氢氧根,阳极的钠离子流向阴极,所以阴极可以得到浓度较高的烧碱溶液,故B正确;
C.根据分析可知左侧金属钛网为阳极;右侧钢网为阴极,故C正确;
D.食盐水中的氯离子要在阳极放电;所以精制的食盐水需要加到电解槽阳极室,故D正确;
综上所述答案为A。二、填空题(共5题,共10分)9、略
【分析】【分析】
(1)反应热与反应物的总能量和生成物的总能量,与反应条件无关;
(2)化学键断裂为吸热过程,新键生成放热的过程;
(3)常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多;
(4)根据题意;求出1molS燃烧放出的热量,再根据热化学方程式的含义以及书写方法来回答;
(5)根据热化学方程式的含义以及书写方法来回答;
(6)根据热化学方程式和盖斯定律计算得到;反应焓变与反应过程无关。
【详解】
(1)反应热与反应物的总能量和生成物的总能量;与反应条件无关,则光照和点燃条件的△H相同;
故答案为=;
(2)氮气与氢气反应合成氨气,属于放热反应,根据△H=反应物断开吸收的能量-生成物形成放出的能量可知,1mol氮气和氢气反应断键吸收能量小于形成2mol氨气成键所放出的能量,故答案为<;
(3)常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,因△H<0;则放出的能量越多反应热越小;
故答案为<;
(4)25℃、1.01×105Pa下,1g硫粉在氧气中充分燃烧放出9.36kJ热量,则1mol硫粉充分燃烧放出的热量为=299.52kJ•mol﹣1,故热化学方程式为:S(s)+O2(g)==SO2(g)△H=-299.52kJ•mol﹣1;
(5)0.5molCH4(g)与0.5mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了akJ热量,所以1mol甲烷与1mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了2akJ热量,热化学方程式为:CH4(g)+H2O==CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ•mol﹣1;
故答案为CH4(g)+H2O==CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ•mol﹣1;
(6)已知。
①C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-437.3kJ•mol﹣1;
②H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-285.8kJ•mol﹣1;
③CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol﹣1;
依据盖斯定律①−②−③,得到:C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.5kJ•mol﹣1;故答案为+131.5。
【点睛】
热化学方程式的书写经常是常考点。需要注意的事项如下:
(1)热化学方程式不仅表明了化学反应中的物质变化;也表明化学反应中的能量变化;
(2)书写时;各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量,并不表示物质的分子数或原子数,因此化学计量数可以是整数,也可以是分数,一般不用小数;
(3)在物质的化学式后用括号注明反应物和生成物的聚集状态。一般用英文字母g;l和s分别表示物质的气态、液态和固态;中的溶质则用aq表示;
(4)根据焓变的性质,若热化学方程式中各物质前的化学计量数加倍,则△H的数值也加倍,若反应逆向进行,则△H改变符号,但数值的绝对值不变。【解析】=<<S(s)+O2(g)==SO2(g)△H=-299.52kJ•mol﹣1CH4(g)+H2O==CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ•mol﹣1+131.510、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)根据盖斯定律可知:反应Ⅰ-反应Ⅲ,得到CO(g)+H2O(g)⇌H2(g)+CO2(g),△H=△H1-△H3=-41kJ/mol,所以H2(g)+CO2(g)⇌CO(g)+H2O(g)△H2=+41kJ/mol;正确答案:+41kJ·mol-1。
(2)恒温、恒压条件下,在反应体系中充入He,容器的体积变大,压强减小,平衡向正反应反向移动,a错误;恒温、恒容条件下,气体的压强之比和气体的物资的量成正比,由于该反应为气体总量增大的反应,所以当器内的压强不发生变化反应达到平衡状态,b正确;根据速率之比和物质前面的系数成正比可知反应达平衡时,H2的消耗速率(逆反应速率)是CO2的消耗速率(逆反应速率)的3倍;c正确;温度不变,减小压强,逆反应速率减小,正反应速率减小,但是正反应速率减少的慢,所以平衡向正反应方向移动,d错误;正确选项ad。
(3)已知CH3OH(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+3H2(g)反应,当温度体积不变时,充入2.0molCH3OH(g)和1.0molH2O(g),达平衡后,再加入1.0molCH3OH(g)和0.5molH2O(g);增大反应物浓度,平衡正移,但同比例增大反应物浓度,还应考虑压强增加所带来的影响,甲醇的转化率减小。
(4)①工业生产中;一般不会等待反应达到平衡后再进行下一道工序,多数都是进行一段时间的反应就将体系取出,所以一般来说,反应的速度越快,取出的体系就越接近应该达到的平衡态。随着反应温度的升高,速度加快,但是CO的生产率并没有接近反应的平衡态,说明该反应使用的催化剂对于反应Ⅱ几乎没有加速作用;正确答案:反应Ⅱ。
②两个反应均为吸热反应,随着温度的升高,反应的速率逐渐增大,CH3OH实际反应转化率不断接近平衡状态转化率;正确答案:升温反应速率加快。
③加入水蒸气,可以调高甲醇的转化率,同时使反应Ⅱ的平衡向逆反应方向移动,从而降低了CO的生成率。加入更合适的催化剂,最好只催化反应Ⅰ,不催化反应Ⅱ,这样也能达到目的;正确答案:其他条件不变,提高的比例(或其他条件不变;选择更合适的催化剂)。
(5)达平衡时CO有0.03mol,根据反应Ⅱ得到参与反应的氢气为0.03mol,所以反应Ⅰ生成的氢气为2.73mol(平衡剩余氢气2.7mol),根据反应Ⅰ,消耗的甲醇为0.91mol,所以甲醇转化率为91%。根据反应Ⅰ的数据,消耗的水为0.91mol,生成的CO2为0.91mol,则剩余1.32-0.91=0.41mol水,在反应Ⅱ中应该消耗0.03molCO2,生成0.03molCO和0.03mol水,所以达平衡时,水为0.41+0.03=0.44mol,CO2为0.91-0.03=0.88mol。所以反应Ⅱ的平衡常数为(设容器体积为V)=5.6×10-3;正确答案:K=5.6×10-3。【解析】+41kJ·mol-1ad正反应方向减小反应II其他条件不变,提高的比例(或其他条件不变,选择更合适的催化剂)5.6×10-311、略
【分析】【分析】
Ⅰ、空气污染物NO通常用含Ce4+的吸收液吸收(反应后Ce为+3价),生成HNO2、NO3-,再利用电解法将上述吸收液中的HNO2转化为无毒物质,同时生成Ce4+,电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成Ce4+,HNO2在阴极得到电子变为N2;据此分析;
Ⅱ、电池(正极材料为负放电极材料为石墨和Li,含导电固体为电解质),其工作原理为:正极电极反应式为:FePO4+Li++e-=LiFePO4;根据电极反应原理进行分析。
【详解】
Ⅰ、(1)已知NO被吸收的过程中,当600mL的吸收液的pH由6降为2时,n(H+)=0.6L×(10-2-10-6)mol/L6×10-3mol/L,转移的电子数为则n(H+):n(e-)=6×10-3mol/L:5×10-3mol/L=6:5,结合氧化还原反应原理,可推知,吸收过程中发生的离子反应方程式为5Ce4++3NO+4H2O=5Ce3++2HNO2+NO3-+6H+;
(2)电解过程中铈离子在阳极失电子被氧化生成从电解槽的a口流出;
(3)HNO2在阴极得到电子变化为氮气,电极反应为:2HNO2+6H++6e-=N2↑+4H2O;
Ⅱ、(1)放电时,正极上FePO4得电子发生还原反应,电极反应式为:FePO4+Li++e-=LiFePO4;
(2)放电结束后;负极材料应与电源负极相连进行充电,作为阴极;
(3)①目标产物是环己烷,则生成目标产物的电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12;
②阳极的电极反应式为40H--4e-=O2↑+2H2O,生成2.8mol02,转移电子的11.2mol;阴极的电极反应式为C6H6+6H++6e-=C6H12、2H++2e-=H2↑,设参加反应的C6H6、生成H2的物质的量分别为x、y,根据图中信息及电子得失守恒,可得:6x+2y=11.2mol;解得x=1.2mol、y=2mol;故=64.3%;
③上述锂电池正极材料上发生的电极反应为FePO4+Li++e-=LiFePO4,故质量将增加11.2mol×7g/mol=78.4g。【解析】5Ce4++3NO+4H2O=5Ce3++2HNO2+NO3-+6H+a2HNO2+6H++6e-=N2↑+4H2OFePO4+Li++e-=LiFePO4负极C6H6+6H++6e-=C6H1264.3%78.4g12、略
【分析】【分析】
(1)①若醋酸是弱酸;在水溶液中不能完全电离,0.1mol/L的醋酸溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L;
②醋酸是弱酸;稀释前后的pH差小于2;
③刚开始醋酸和盐酸的pH相等;氢离子浓度相等,因为醋酸在反应过程中还在不断出氢离子,则醋酸与锌粒反应的速率更快;之后又因为醋酸是弱酸,其浓度要大于盐酸的浓度,最终会生成更多的氢气;
(2)①CH3COONa固体溶于蒸馏水后会发生水解,导致其溶液显碱性;CH3COONa溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),物料守恒:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),结合电荷守恒和物料守恒可以得到:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH);
②若c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)时说明溶液中氢氧化钠过量;若c(H+)>c(OH-)时说明溶液中醋酸过量;
③若c(OH-)=c(H+),溶液显中性,一定为醋酸和醋酸钠的混合液;若c(OH-)>c(H+);溶液显碱性,可能为醋酸钠溶液或醋酸钠和NaOH的混合液。
【详解】
(1)①若醋酸是弱酸;在水溶液中不能完全电离,0.1mol/L的醋酸溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L,pH>1;
②取该溶液5ml用蒸馏水稀释至500毫升,相当于稀释100倍,如果醋酸是强酸,前后的pH差△pH=2,若两者的pH差△pH<2;则可证明醋酸是弱电解质;
③刚开始醋酸和盐酸的pH相等;氢离子浓度相等,因为醋酸在反应过程中还在不断出氢离子,则醋酸与锌粒反应的速率更快;之后又因为醋酸是弱酸,其浓度要大于盐酸的浓度,最终会生成更多的氢气,故选D;反应过程中难以实现之处为:锌粒和酸的接触面积相同和配相同pH的溶液;
(2)①CH3COONa固体溶于蒸馏水后会发生水解,导致其溶液显碱性,离子方程式为:CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-;CH3COONa溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),物料守恒:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),结合电荷守恒和物料守恒可以得到:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH);浓度大小:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);故选ABC;
②若c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)时说明溶液中氢氧化钠过量,是氢氧化钠和醋酸钠的混合溶液,推断该溶液中的溶质为:NaOH、CH3COONa;
若c(H+)>c(OH-)时说明溶液中醋酸过量,是醋酸和醋酸钠的混合溶液,可以推断该溶液中的溶质为:CH3COOH、CH3COONa;
③若c(OH-)=c(H+),溶液显中性,一定为醋酸和醋酸钠的混合液,则a>b;
若c(OH-)>c(H+),溶液为醋酸钠溶液或醋酸钠和NaOH的混合液或大量醋酸钠和少量醋酸的混合液,则a可能大于b,也可能等于b,还可能小于b。【解析】①.>②.△pH<2③.D④.锌粒和酸的接触面积相同/配相同pH的溶液⑤.CH3COO-+H2O⇌CH3COOH+OH-⑥.ABC⑦.NaOH、CH3COONa⑧.CH3COOH、CH3COONa⑨.>⑩.>、<或=13、略
【分析】【分析】
【详解】
(1)元素周期表中同主族存在的变化规律,C-Br原子半径在C-Cl和C-I之间,键能应介于C-Cl和C-I之间,C-Br键的键能范围为218kJ•mol-1<C-Br键能<330kJ•mol-1;
(2)热化学方程式2H2(g)+S2(g)═2H2S(g)△H=QkJ•mol-1;△H=反应物键能总和-生成物键能总和=2×436kJ/mol+255kJ/mol-2×2×339kJ/mol=-229kJ/mol,则Q=-229;
(3)①O2(g)═O2+(g)+e-△H1=+1175.7kJ•mol-1,②PtF6(g)+e-═PtF6-(g)△H2=-771.1kJ•mol-1,③O2+PtF6-(s)═O2+(g)+PtF6-(g)△H3=+482.2kJ•mol-1,依据热化学方程式和盖斯定律计算①+②-③得到O2(g)+PtF6(g)=O2+PtF6-(s)△H=-77.6kJ/mol。【解析】218kJ/mol330kJ/mol-229PtF6-77.6三、判断题(共5题,共10分)14、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。15、A【分析】【详解】
由于该反应是放热反应,所以反应物的总能量之和大于生成物的总能量之和,因此气体的总能量小于氢气和氟气的能量之和,说法正确。16、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。17、B【分析】【分析】
【详解】
在100℃时,水的离子积常数Kw=10-12,则纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L,故纯水的pH=6<7,因此在100℃时,纯水的pH>7的说法是错误的。18、A【分析】【分析】
【详解】
加入反应物可使平衡正向移动,加入反应物本身的转化率减小,故正确。四、结构与性质(共2题,共16分)19、略
【分析】【详解】
(1)一种钴氧化物晶胞如图1所示,根据晶胞结构,可得:钴离子=12×+1=4,O2-=8×+6×=4:故晶胞为:CoO,即钴为+2价,Co的原子序数为27,失去2个电子后,Co2+的基态核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d7或[Ar]3d7,该氧化物中钴离子基态核外电子排布式为[Ar]3d7。故答案为:[Ar]3d7;
(2)①Co2O3在酸性条件下,把Na2SO3氧化为Na2SO4,自身被还原为Co2+,Co2O3发生反应的离子方程式Co2O3++4H+=2Co2+++2H2O。故答案为:Co2O3++4H+=2Co2+++2H2O;
②首先满足:pH>6.7,使Al3+、Fe3+、Cu2+完全沉淀,根据Co2+完全沉淀时(c(Co2+)≤1.0×10-5mol•L-1)的为9.4,可得c(H+)=1×10-9.4,Kw=c(H+)×c(OH-)=1×10-14,解得:c(OH-)=1×10-4.6,Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=1.0×10-5×(1×10-4.6)2=1.0×10-14.2,现浸取液中c(Co2+)=0.1mol/L,Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH-)=1.0×10-14.2,解得:c(OH-)=1×10-6.6,进一步解得:c(H+)=1×10-7.4,pH=7.4,若浸取液中c(Co2+)=0.1mol/L,则须调节溶液pH的范围是6.7≤pH<7.4(加入NaClO3和NaOH时,溶液的体积变化忽略)。故答案为:6.7≤pH<7.4;
③Co2++n(HA)2CoA2·(n-1)(HA)2+2H+,当溶液pH处于4.5~6.5范围内,Co2+萃取率随溶液pH的增大而增大(如图2所示),其原因是pH增大,c(H+)减小,平衡正向进行,Co2+萃取率增大。向萃取所得有机相中加入H2SO4,反萃取得到水相。该工艺中设计萃取、反萃取的目的是富集、提纯Co2+(或分离Co2+和Mn2+)。故答案为:pH增大,c(H+)减小,平衡正向进行,Co2+萃取率增大;富集、提纯Co2+(或分离Co2+和Mn2+);
④由图可知,CoC2O4•2H2O的质量为18.3g,其我知道可为0.1mol,Co元素质量为5.9g,C点钴氧化物质量为8.03g,氧化物中氧元素质量为8.03g-5.9g=2.13g,则氧化物中Co原子与O原子物质的量之比为0.1mol:≈3:4,C的Co氧化物为Co3O4;B点对应物质的质量为14.7g,与其起始物质的质量相比减少18.3g-14.7g=3.6g,为结晶水的质量,故B点物质为CoC2O4,与氧气反应生成Co3O4与二氧化碳,反应方程式为:3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。故答案为:Co3O4;3CoC2O4+2O2Co3O4+6CO2。【解析】[Ar]3d7Co2O3++4H+=2Co2+++2H2O6.7≤pH<7.4pH增大,c(H+)减小,平衡正向进行,Co2+萃取率增大富集、提纯Co2+(或分离Co2+和Mn2+)Co3O43CoC2O4+2O2Co3O4+6CO220、略
【分析】【详解】
(1)同一周期元素;元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族;第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以这三种元素第一电离能大小顺序是N>O>C;同一周期元素,元素电负性随着原子序数增大而呈增大,电负性最大的元是O,故答案为:N;O;
(2)Fe是26号元素,在周期表的第四行第八列,也就是第四周期,VIII族,Fe2+的价电子排布式为3d6,3d轨道再失去一个电子后就成了半充满的结构,根据洪特规则,这种结构能量较低,较稳定,所以Fe2+容易失去一个电子,易被氧化为Fe3+,Fe2+具有较强的还原性,故答案为:第四周期,VIII族;Fe2+的价电子排布式为3d6,3d轨道再失去一个电子后就成了半充满的结构,根据洪特规则,这种结构能量较低,较稳定,所以Fe2+容易失去一个电子,易被氧化为Fe3+;具有较强的还原性;
(3)等电子体是指具有相同价电子数目和原子数目的分子或离子,与CO互为等电子体的阴离子是CN-(或C22-),阳离子是NO+。故答案为:CN-(或C22-);NO+;
(4)根据电解原理,阳极发生失电子的氧化反应,阳极反应为HNO2失去电子生成HNO3,1molHNO2反应失去2mol电子,结合原子守恒和溶液呈酸性,电解时阳极电极反应式为HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。故答案为:HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+。【解析】①.N②.O③.第四周期VIII族④.Fe2+的价电子排布式为3d6,3d轨道再失去一个电子后就成了半充满的结构,根据洪特规则,这种结构能量较低,较稳定,所以Fe2+容易失去一个电子,易被氧化为Fe3+,具有较强的还原性⑤.CN-(或C22-)⑥.NO+⑦.HNO2-2e-+H2O=NO3-+3H+五、工业流程题(共1题,共3分)21、略
【分析】【分析】
由题给流程可知;用热的纯碱溶液去除废铁屑表面油污后,干净的铁屑在80~95℃的水浴中与稀硫酸反应生成硫酸亚铁,过滤得到滤渣和硫酸亚铁溶液;向溶液中加入5%的过氧化氢溶液,将硫酸亚铁氧化为硫酸铁,向硫酸铁溶液中加入硫酸铵固体配成混合溶液,经加热浓缩;冷却结晶、过滤、干燥得到硫酸铁铵晶体。
(1)
碳酸钠在溶液中发生如下水解反应:CO+H2OHCO+OH—,水解生成的氢氧根离子能使铁屑表面油脂发生水解反应,达到去除废铁屑表面油污的目的,故答案为:CO+H2OHCO+OH—;
(2)
步骤②中发生的反应为干净的铁屑在80~95℃的水浴中与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气;水浴加热能加快反应速率,使铁和稀硫酸充分反应;若铁屑中含有少量硫化物,硫化物能与稀硫酸反应生成有毒的硫化氢气体,为防止污染空气,应用氢氧化钠溶液吸收硫化氢气体,为防止吸收时产生倒吸,应通过倒置漏斗将气体通入氢氧化钠溶液,故选C,故答案为:加快反应速率;水浴加热;C;
(3)
步骤③中发生的反应为酸性条件下,硫酸亚铁与过氧化氢溶液反应生成硫酸铁,反应的离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+,为防止生成的硫酸铁在溶液中水解,应分批加入过氧化氢溶液,并保持溶液pH小于0.5,故答案为:H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+;防止Fe3+水解;
(4)
由分析可知,步骤⑤中得到硫酸铁铵晶体的操作为加热浓缩、冷却结晶、过滤、干燥,故答案为:加热浓缩、冷却结晶、过滤。【解析】(1)CO+H2OHCO+OH—
(2)加快反应速率水浴加热C
(3)H2O2+2Fe2++2H+=2H2O+2Fe3+防止Fe3+水解。
(4)加热浓缩、冷却结晶、过滤六、元素或物质推断题(共3题,共18分)22、略
【分析】【分析】
A是金属,D是无色液体.F是一种离子化含物,其阴阳离子的个数比为1:3,且能与水反应得到两种碱,则A为N
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