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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年西师新版选择性必修1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总分得分评卷人得分一、选择题(共9题,共18分)1、下列化合物中,属于强电解质的是A.H2OB.NH3·H2OC.H2SO4D.CH3COOH2、将一块擦去氧化膜的铝片放入20mL0.5mol•L-1CuSO4溶液中,观察到实验现象为:铝表面有红色物质析出,同时有少量气泡,铝片上下翻滚,溶液中出现黑色物质。下列方程式不正确的是A.Cu2+(aq)+2H2O(l)Cu(OH)2(s)+2H+(aq)△H>0B.2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)△H<0C.Cu(OH)2(s)CuO(s)+H2O(l)△H>0D.2Al(s)+6H+(aq)=2Al3+(aq)+3H2(g)△H<03、利用生物电化学系统处理废水的原理如图。下列对系统工作时的说法错误的是。
A.b电极为负极,发生氧化反应B.双极膜内的水解离成的H+向b电极移动C.有机废水发生的反应之一为CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+D.该系统可处理废水、回收铜等金属,还可提供电能4、常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是A.c(H+)/c(OH-)=10-12的溶液中:Ba2+、Cl-、B.透明的溶液中:K+、Na+、C.能使甲基橙变红的溶液中:Fe2+、K+、D.由水电离的c(OH-)=1×10-10mol∙L-1的溶液中:K+、Na+、Al3+5、变化观念和平衡思想是化学核心素养之一,以下对电离平衡、水解平衡、溶解平衡符号表征的表示不正确的是A.碳酸钙的电离方程式:B.碳酸钙的溶解平衡:C.碳酸氢钠溶液电离平衡:D.溶于中水解平衡:6、将氯化氢转化为氯气是科学研究的热点。科学家设计了一种电解氯化氢回收氯气的方案;原理如图所示。下列叙述错误的是。
A.阴极的电极反应式为B.工作时,溶液中向b极移动C.若消耗8g氧气,电路中转移1mol电子D.总反应为7、下列各组离子在给定条件下一定能大量共存的是A.能使酚酞显红色的溶液中:Cu2+、Fe3+、B.含有大量的溶液中:I-、H+C.加入Al能放出H2的溶液中:Cl-、Mg2+D.在c(H+)=1.0×10-13mol·L-1的溶液中:Na+、K+8、用惰性电极电解法制备硼酸(H3BO3)的工作原理如图所示(阳膜和阴膜分别只允许阳离子和阴离子通过)。
下列有关说法错误的是A.膜A为阳膜,膜B为阴膜B.电解过程中,a极附近溶液pH减小C.电解过程中,阴极与阳极产生的气体体积比约为2:1D.产品室中发生的反应为B(OH)+H+=H3BO3+H2O9、下列事实一定能证明HNO3是弱电解质的是。
①常温下NaNO2溶液的pH大于7
②用HNO2溶液做导电实验;灯泡很暗。
③HNO2和NaCl不能发生反应。
④0.1mol•L-1HNO2溶液的pH=2.1
⑤NaNO2和H3PO4反应,生成HNO2
⑥0.1mol•L-1HNO2溶液稀释至100倍,pH约为3.1A.①④⑥B.①②③④C.①④⑤⑥D.①②③④⑤⑥评卷人得分二、填空题(共7题,共14分)10、在硫酸工业中,通过下列反应使氧化成下表为不同温度和压强下的转化率(%):。
450550
(1)从理论上分析,为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫,可采用的条件是____。
(2)在实际生产中,选定400~500℃作为操作温度,其原因是____。
(3)在实际生产中,采用的压强为常压,其原因是_____。
(4)在实际生产中,通入过量空气的目的是______。
(5)尾气中有必须回收是为了_______。11、在密闭容器中发生如下反应:A(g)+3B(g)⇌2C(g)ΔH<0;根据下列速率-时间图像,回答下列问题:
(1)下列时刻所改变的外界条件是:t1_______;t3_______;t4_______。
(2)产物C的体积分数最大的时间段是_______。
(3)上述图像中C的体积分数相等的两个时间段是_______。
(4)反应速率最快的时间段是_______。12、氨气是一种重要的化工原料;在工农业生产中有广泛的应用。
(1)在一定温度下,在固定体积的密闭容器中进行可逆反应:CO+2H2CH3OH(g)。该可逆反应达到平衡的标志是________。
A.2v正(H2)=v逆(CH3OH)
B.单位时间生成mmolCO的同时生成2mmolH2
C.容器内气体的平均相对分子质量不再随时间而变化。
D.混合气体的密度不再随时间变化。
(2)工业上可用天然气为原料来制取化工原料气氢气,某研究性学习小组的同学模拟工业制取氢气的原理,在一定温度下,体积为2L的恒容密闭容器中,测得如下表所示数据。时间/minCH4(mol)H2O(mol)CO(mol)H2(mol)00.401.00005a0.80c0.6070.20b0.20d100.210.810.190.64
请回答下列问题:
①该温度下,上述反应的平衡常数K=________;
②反应在7~10min内,CO的物质的量减少的原因可能是____________(填字母)。
A.减少CH4的物质的量B.降低温度。
C.升高温度D.充入H2
③若保持相同的温度,向2L的恒容器密闭容器中同时充入0.2molCH4、0.62molH2O、amolCO和0.5molH2,当a=0.2时,上述反应向_____(填“正反应”或“逆反应”)方向进行。若要使上述反应开始时向逆反应方向进行,则a的取值范围为__________。13、以甲烷为燃料的新型电池;其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:
(1)B极电极反应式为______________________。
(2)若用该燃料电池作电源,用石墨作电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到11.2L(标准状况)气体时,消耗甲烷的质量为__________g;若外电路只通过了0.06mol电子,且阴极产生气体在标准状况下的体积为224mL,要使原溶液复原,可向电解后的溶液中加入____________。
A.CuO1.60gH2O0.18gB.Cu(OH)21.96g
C.Cu2(OH)2CO32.22gD.CuCO32.48g
(3)目前已开发出用电解法制取ClO2的新工艺;简易装置如图所示:
①若用上述甲烷燃料电池进行电解,则甲烷燃料电池的负极应该接该装置的_____(填“左”或“右”)边电极;写出阳极产生ClO2的电极反应式_________________________________。
②电解一段时间,当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况下)时,停止电解。通过阳离子交换膜的阳离子的数目为__________。14、(1)A;B、C三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。
①B中Sn极的电极反应式为____,Sn极附近溶液的pH(填“增大”、“减小”或“不变”)_____。
②A中总反应离子方程式为___。比较A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是_____。
(2)如图是甲烷燃料电池原理示意图;回答下列问题:
①电池的负极是_____(填“a”或“b”),该极的电极反应是:_____。
②电池工作一过程中正极pH_____,负极pH值___,一段时间后电解质溶液的pH____(填“增大”、“减小”或“不变”)。15、一定温度下,在固定体积为2L的容器中铁与水蒸气反应可制得氢气:3Fe(S)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g)∆H=+64.0kJ•mol-1
(1)该反应平衡后的混合气体的质量随温度的升高而_______(填“增大”;“减小”、“不变”);
(2)下列叙述能作为反应达到平衡状态的标志的是_______;
A.该反应的∆H不变时B.铁的质量不变时C.当v(H2O)=v(H2)时D.容器的压强不变时E.混合气体的密度不变时。
(3)一定温度下,在固定体积为2L的容器中进行着上述反应,若起始投料铁(s)、H2O(g)均为1mol;反应经过5min达到平衡,平衡混合气体中氢气的体积分数为50%。
①用消耗水的量来表示该反应经过5min达到平衡时的平均反应速率,v(H2O)=_______;
②计算该反应的平衡常数K=_______。16、甲醇是重要的化工基础原料和清洁液体燃料,工业上可利用CO或CO2来生产甲醇。已知制备甲醇的有关化学反应以及在不同温度下的化学平衡常数如下表所示:。化学反应平衡常数温度/℃500800500800①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g)K12.50.15②H2(g)+CO2(g)H2O(g)+CO(g)K21.02.50③3H2(g)+CO2(g)CH3OH(g)+H2O(g)K3
(1)在恒容密闭容器中发生反应②,达到平衡后升高温度,下列说法正确的是_______。
a.平衡正向移动b.混合气体的平均相对分子质量增大c.CO2的转化率增大
(2)K1、K2、K3的关系是:K3=_______。
(3)500℃时测得反应在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.2、0.1、0.01、0.2,则此时V正____V逆(填“>”“=”“<”)。
(4)某温度下反应①中H2的平衡转化率(a)与体系总压强(P)的关系如图所示,若开始加入2mol/LH2和1mol/LCO,则B点时化学平衡常数为___________。
(5)相同温度下,在甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器中,投入H2和CO2,发生反应②,起始浓度如下表所示。其中甲经2min达平衡,平衡时c(H2O)=0.05mol/L,甲中CO2的转化率为_______,乙中CO2的转化率____甲。(填“大于”、“等于”或“小于”)。起始浓度甲乙c(H2)/mol/L0.100.20c(CO2)/mol/L0.100.20评卷人得分三、判断题(共9题,共18分)17、pH减小,溶液的酸性一定增强。(____________)A.正确B.错误18、用湿润的试纸测定盐酸和醋酸溶液的醋酸溶液的误差更大。(____)A.正确B.错误19、C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0,说明石墨比金刚石稳定。____A.正确B.错误20、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21、用pH计测得某溶液的pH为7.45。(____________)A.正确B.错误22、某溶液的c(H+)>10-7mol·L-1,则该溶液呈酸性。(____________)A.正确B.错误23、盐溶液显酸碱性,一定是由水解引起的。(_______)A.正确B.错误24、反应条件(点燃或加热)对热效应有影响,所以热化学方程式必须注明反应条件。____A.正确B.错误25、一定温度下,反应MgCl2(l)Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0。__________________A.正确B.错误评卷人得分四、结构与性质(共3题,共27分)26、VA族元素及其化合物在生产;生活中用途广泛。
(1)P4S3常用于制造火柴。试比较下列关系:原子半径P_______S(填选项序号,下同),气态氢化物的稳定性P_______S,含氧酸的酸性P_______S。
a.大于b.小于c.等于d.无法确定。
(2)As4S4俗称雄黄。As原子的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p6_______(补充完整),该原子核外有_______个未成对电子。
(3)NH4NO3受撞击分解:2NH4NO3=2N2+O2+4H2O,其中发生还原过程元素的变化为_______;若在反应中转移5mol电子,则反应产生的气体在标准状况下体积为_______。
(4)制取氮化硼(新型陶瓷材料)的反应必须在密闭的耐高温容器中进行:B2O3(S)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)+Q(Q<0)。若反应在2L的密闭容器中进行,经5分钟反应炉内固体的质量减少60.0g,则用氨气来表示该反应在5分钟内的平均速率为_______。达到平衡后,增大反应容器体积,在平衡移动过程中,直至达新平衡,逆反应速率的变化状况为_______。
(5)白磷在氯气中燃烧可以得到PCl3和PCl5,其中气态PCl3分子属于极性分子,其空间构型为_______。PCl5水解生成两种酸,请写出发生反应的方程式_______。27、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28、SeO2是一种常见的氧化剂,易被还原成根据X射线衍射分析,SeO2晶体是如下图所示的长链状结构:
键长a178b160.7
完成下列填空:
(1)与S同属于VIA族,该族元素原子最外层电子的轨道表示式为_______,原子核外占据最高能级的电子云形状为_______形。
(2)SeO2在315℃时升华,蒸气中存在二聚态的SeO2,红外研究表明,二聚态的SeO2结构中存在四元环,写出该二聚态的结构式_______。
(3)SeO2属于_______晶体,其熔点远高于的理由是_______。解释键能的原因_______。
(4)SeO2可将的水溶液氧化成反应的化学方程式为_______。常温下,在稀溶液中硫酸的电离方式为:则在相同浓度与的稀溶液中,的电离程度较大的是_______,两种溶液中电离程度不同的原因是_______。评卷人得分五、有机推断题(共4题,共12分)29、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___________。:30、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_________。31、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:____________________。32、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9题,共18分)1、C【分析】【详解】
A.H2O部分电离出氢离子和氢氧根离子,H2O属于弱电解质;故A不选;
B.NH3·H2O在水中部分电离出铵根离子和氢氧根离子,NH3·H2O属于弱电解质;故B不选;
C.H2SO4在水中完全电离出氢离子和硫酸根离子,H2SO4属于强电解质;故C选;
D.CH3COOH在水中部分电离出醋酸根离子和氢离子,CH3COOH属于弱电解质;故D不选;
答案选C。
【点睛】
是强电解质还是弱电解质取决于在水溶液中是否完全电离。2、A【分析】【详解】
A.CuSO4溶液中存在水解平衡:△H>0,由于Cu2+水解程度较小;不能生成氢氧化铜固体,A错误;
B.加入擦去氧化膜的铝片后,由于Cu2+的氧化性比H+的强,所以发生铝与Cu2+的置换反应:2Al(s)+3Cu2+(aq)=2Al3+(aq)+3Cu(s)△H<0;B正确;
C.由于铝与Cu2+及H+的反应均放热,使生成的极少量氢氧化铜受热易分解产生黑色的CuO:△H>0;C正确。
D.铝还能与溶液中的H+发生置换反应生成氢气:2Al(s)+6H+(aq)=2Al3+(aq)+3H2(g)△H<0;D正确;
故选:A。3、A【分析】【分析】
【详解】
A.根据图示可知在b电极上废水溶液中的Cu2+得到电子;发生还原反应,被还原产生Cu单质,A错误;
B.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原则,在双极膜内的水电离产生的H+向负电荷较多的正极b电极移动;B正确;
C.在a电极上有机废水中的有机物失去电子,发生氧化反应产生CO2气体逸出,发生的反应之一为CH3COO--8e-+2H2O=2CO2↑+7H+;C正确;
D.该系统处理废水时,金属Cu2+得到电子变为Cu单质;反应发生时有电子转移,实现了化学能向电能的转化,因此还可提供电能,D正确;
故合理选项是A。4、B【分析】【详解】
A.由比值可知c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,在碱性条件下,OH-与不能大量共存,故A错误;
B.透明的溶液中各离子之间互不反应,能大量共存,故B正确;
C.能使甲基橙变红的溶液呈酸性,酸性条件下,H+、Fe2+与发生氧化还原反应而不能大量共存,故C错误;
D.由水电离的c(OH-)=1×10-10mol∙L-1的溶液,水的电离收到抑制,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,碱性溶液中,OH-与Al3+不能大量共存;故D错误;
故选:B。5、D【分析】【详解】
A.碳酸钙难溶于水,但是溶解部分完全电离,电离方程式:A正确;
B.碳酸钙难溶于水,部分溶解,碳酸钙的溶解平衡:B正确;
C.碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子部分电离出氢离子和碳酸根离子,电离平衡:C正确;
D.溶于中,铵根离子水解生成氢氧根离子,水解平衡:D错误;
故选D。6、B【分析】【分析】
根据电极反应左边化合价降低,得到电子,为电解池的阴极,右边化合价升高,失去电子,为电解池的阳极。
【详解】
根据电解池a、b电极表面的反应得a为阴极、b为阳极;A.a极的电极方程式为A正确;B.为阳离子,在电解池工作时应向阴极a极移动,B错误;C.消耗1mol氧气转移4mol电子,8g氧气为故转移0.25mol×4=1mol电子,C正确;D.根据电解池的工作图知反应物为和HCl,生成物为和总反应为D正确;故选B。7、D【分析】【分析】
【详解】
A.能使酚酞显红色的溶液呈碱性,在碱性溶液中,Cu2+、Fe3+不能大量存在;A不符合题意;
B.含有大量的溶液中,I-、H+能发生氧化还原反应,生成I2;NO等;B不符合题意;
C.加入Al能放出H2的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,在碱性溶液中,Mg2+不能大量存在;C不符合题意;
D.c(H+)=1.0×10-13mol·L-1的溶液呈碱性,在碱性溶液中,Na+、K+都能稳定存在;D符合题意;
故选D。8、B【分析】【分析】
【详解】
A.b电极为阳极,产生H+通过膜A到产品室,故膜A为阳膜,B(OH)通过膜B到产品室;故膜B为阴膜,A正确;
B.电解过程中;a极附近产生氢氧根离子,故其PH增大,B错误;
C.阴极产生氢气与阳极产生的氧气气体体积比为2:1;C正确;
D.产品室中发生的反应是B(OH)和生成的氢离子反应生成H3BO3;D正确;
故选B。9、C【分析】【分析】
【详解】
①常温下NaNO2溶液pH大于7;说明亚硝酸钠是强碱弱酸盐,则亚硝酸是弱电解质,故①正确;
②溶液的导电性与离子浓度成正比,用HNO2溶液做导电实验;灯泡很暗,只能说明溶液中离子浓度很小,不能说明亚硝酸的电离程度,所以不能证明亚硝酸为弱电解质,故②错误;
③HNO2和NaCl不能发生反应;只能说明不符合复分解反应的条件,但不能说明是弱酸,故③错误;
④常温下0.1mol•L-1HNO2溶液的pH=2.1;说明亚硝酸不完全电离,溶液中存在电离平衡,所以能说明亚硝酸为弱酸,故④正确;
⑤强酸可以制取弱酸,NaNO2和H3PO4反应,生成HNO2,说明HNO2的酸性弱于H3PO4;所以能说明亚硝酸为弱酸,故⑤正确;
⑥常温下0.1mol·L-1的HNO2溶液稀释至100倍,则浓度为10-4mol/L;若为强酸则pH=4,而实际约为3.1说明亚硝酸不完全电离,故⑥正确;
故正确的有①④⑤⑥;故答案为C。二、填空题(共7题,共14分)10、略
【分析】【详解】
(1)根据题干信息;该反应放热且反应前后气体体积减小,因此增大压强和降低温度可以使得反应正向进行,即为了使二氧化硫尽可能多地转化为三氧化硫,可采用的条件是低温;高压;
(2)根据表格信息可知;400~500℃时,催化剂的活性最强,选择此温度可提高反应速率,缩短反应达到平衡所需要的时间;
(3)在常压、400~500℃时,的转化率已经很高;若再加压,对设备等的要求高,加大了成本,不经济,因此在实际生产中,常采用常压即可;
(4)实际生产中,通入过量的空气可以增大氧气的浓度,使平衡向生成的方向移动,同时提高的转化率;
(5)SO2有毒且能够形成酸雨,直接排放至空气中会污染环境,因此尾气中的SO2必须回收,以减少对环境的污染。【解析】低温、高压在该温度下催化剂的活性最强,选择此温度可提高反应速率,缩短反应达到平衡所需要的时间在常压、400~500℃时,的转化率已经很高,若再加压,对设备等的要求高,加大了成本,不经济增大氧气的浓度,使平衡向生成的方向移动,同时提高的转化率减少对环境的污染11、略
【分析】【分析】
该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,t0-t1之间,正逆反应速率相等,该反应达到平衡状态,t1时刻,正逆反应速率都增大,v(正)<v(逆),改变的条件只能是升高温度;t3-t4之间,正逆反应速率都增大且相等,t3时改变条件是加入催化剂;t4-t5之间,正逆反应速率都减小,且v(正)<v(逆),则平衡逆向移动,t4时改变的条件是减小压强;由此分析。
【详解】
(1)t1-t2之间,正逆反应速率都增大,但v(正)<v(逆),则平衡逆向移动,因为该反应前后气体体积改变,所以t1改变的条件只能是升高温度;t3-t4之间,正逆反应速率都增大且相等,则t3时改变条件是加入催化剂;t4-t5之间,正逆反应速率都减小,且v(正)<v(逆),则平衡逆向移动,t4时改变的条件是减小压强;
(2)要使C的体积分数最大,只能是反应没有向逆反应方向移动之时,所以应该是t0-t1;
(3)t3-t4之间,正逆反应速率都增大且相等,t3时改变条件是加入催化剂;上述图像中C的体积分数相等的两个时间段是化学平衡没有发生移动的时刻,即t2-t3和t3-t4;
(4)反应速率最大时应该是纵坐标最大时,反应速率最大的时间段是t3-t4。【解析】①.升温②.催化剂③.减压④.t0-t1⑤.t2-t3和t3-t4⑥.t3-t412、略
【分析】【分析】
⑴A.2v正(H2)=v逆(CH3OH),一个正向一个逆向,两个相反方向,反速率比不等于计量系数比,不能作为平衡的标志;B.单位时间生成mmolCO的同时生成2mmolH2;都是逆向,因此不能作为判断平衡标志;C.平均相对分子质量等于气体质量除以物质的量,气体物质的量减小,平均相对分子质量增大,当容器内气体的平均相对分子质量不再变化,则达到平衡;D.混合气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终不变,不能作为判断平衡标志。
⑵①根据反应方程CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),计算7min时CH4的物质的量并得到n(H2O),说明在5min时已达到平衡,再计算出n(CO)、n(H2),再计算反应的平衡常数;②A.减少CH4的物质的量,平衡逆向移动,最终CH4的物质的量减少;B.降低温度、C.升高温度,该反应不清楚放热还是吸热反应,因此不清楚平衡移动,而且CO在减少,H2在增加,不可能是温度改变;D.充入H2,平衡逆向移动,CO量减少,H2的物质的量比原来多;③利用浓度商与平衡常数大小判断反应向哪个方向进行;利用浓度商与平衡常数计算开始时向逆反应方向进行a的取值范围。
【详解】
⑴A.2v正(H2)=v逆(CH3OH),一个正向一个逆向,两个相反方向,反速率比不等于计量系数比,不能作为平衡的标志,故A不符合题意;B.单位时间生成mmolCO的同时生成2mmolH2;都是逆向,因此不能作为判断平衡标志,故B不符合题意;C.平均相对分子质量等于气体质量除以物质的量,气体物质的量减小,平均相对分子质量增大,当容器内气体的平均相对分子质量不再变化,则达到平衡,故C符合题意;D.混合气体密度等于气体质量除以容器体积,气体质量不变,容器体积不变,混合气体的密度始终不变,不能作为判断平衡标志,故D不符合题意;综上所述,答案为C。
⑵①根据反应方程CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),7min时CH4的物质的量为0.2mol,Δn(CH4)=0.2mol,Δn(H2O)=0.2mol,Δn(CO)=0.2mol,则n(H2O)=0.8mol,说明在5min时已达到平衡,n(CO)=0.2mol,n(H2)=0.6mol,该温度下,上述反应的平衡常数故答案为:0.0675。
②A.减少CH4的物质的量,平衡逆向移动,最终CH4的物质的量减少,故A不符合题意;B.降低温度、C.升高温度,该反应不清楚放热还是吸热反应,因此不清楚平衡移动,而且CO在减少,H2在增加,不可能是温度改变,故B、C不符合题意;D.充入H2,平衡逆向移动,CO量减少,H2的物质的量比原来多;故D符合题意;综上所述,答案为D。
③若保持相同的温度,向2L的恒容器密闭容器中同时充入0.2molCH4、0.62molH2O、amolCO和0.5molH2,当a=0.2时,因此上述反应向正反应方向进行。若要使上述反应开始时向逆反应方向进行,则a的取值范围为a>0.26。【解析】①.C②.0.0675③.D④.正反应⑤.a>0.2613、略
【分析】【分析】
(1)B极上是甲烷发生氧化反应;生成二氧化碳,由此书写电极反应式;
(2)电解时阳极是水电离出的氢氧根离子放电;生成氧气,由此书写电极反应式;根据整个电路转移电子的物质的量相等分析解答;电解质复原:出什么加什么,据此回答;
(3)①根据钠离子的移动方向可知a极为电解池的阳极,与电源的正极相连接,故接右边,在阳极为氯离子放电,且生成物为ClO2;由此书写电极反应式;
②H+在阴极上放电产生氢气,转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×0.112L÷22.4L/mol=0.01mol;则在内电路中移动的电荷为0.01mol,由此分析解答。
【详解】
(1)由阴离子移动方向可知B为负极,负极发生氧化反应,甲烷被氧化生成二氧化碳和水,电极方程式为.CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
故答案为.CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O
(2)用惰性电解硫酸铜溶液时,阳极为水电离的OH-放电,电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2↑,当阳极产生11.2L气体时,转移的电子为11.2L÷22.4L/mol×4=2mol,由电子守恒可得甲醇的质量为2mol÷8××16g/mol=4g,在电解硫酸铜溶液的过程中,阴极析出铜,阳极析出氧气,若要使溶液复原,根据原子守恒可知应向溶液中加入CuO或CuCO3;根据计算可知答案;故答案为4;AC;
(3)①根据钠离子的移动方向可知左边为电解池的阳极,与电源的正极相连接,故接右边,在阳极为氯离子放电,且生成物为ClO2,则电极反应为:Cl--5e-+2H2O=ClO2+4H+,故答案为右边;Cl--5e-+2H2O=ClO2+4H+;
②H+在阴极上放电产生氢气,转移电子的物质的量n(e-)=2n(H2)=2×0.112L/22.4L/mol
=0.01mol,则在内电路中移动的电荷为0.01mol,通过阳离子交换膜的阳离子的数目为0.01NA,故答案为0.01NA【解析】.CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O4AC右Cl--5e-+2H2O=ClO2+4H+0.01NA14、略
【分析】【分析】
(1)①该装置中;铁易失电子作负极,Sn作正极,正极上氢离子放电生成氢气;根据氢离子浓度变化确定溶液pH变化;
②该装置中;锌易失电子作负极;Fe作正极,实质上相当于锌和氢离子之间的置换反应;作原电池负极的金属加速被腐蚀,作原电池正极的金属被保护;
(2)①燃料电池中;通入燃料的电极是负极,负极上甲烷失电子和氢氧根离子反应生成碳酸根离子和水;
②根据电池反应式确定溶液pH变化。
【详解】
(1)①该装置中,铁易失电子作负极,Sn作正极,正极上氢离子放电生成氢气,电极反应为2H++2e-=H2,消耗H+;pH增大;
因此,本题正确答案是:2H++2e-=H2;增大;
②铁与稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑;C装置中;锌易失电子作负极;Fe作正极,锌被腐蚀,铁被保护;B装置中,铁做负极,Sn为正极,Fe被腐蚀;A中发生化学腐蚀,所以则A、B、C中铁被腐蚀的速率,由快到慢的顺序是B、A、C;
因此,本题正确答案是:Fe+2H+=Fe2++H2↑;BAC。
(2)①在碱性溶液中,甲烷燃料电池,甲烷在负极发生氧化反应,即a为负极,该极极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O;
综上所述,本题正确答案:aCH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O。
②在碱性溶液中,甲烷燃料电池,甲烷在负极发生氧化反应,极反应为:CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O,氢氧根离子不断被消耗,负极pH值减小;氧气在正极被还原,极反应为:O2+4e﹣+2H2O=4OH-,氢氧根离子浓度增大,正极pH值增大;电解总反应为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O;氢氧根离子不断被消耗,一段时间后电解质溶液的pH减小;
综上所述,本题正确答案:增大,减小,减小。【解析】2H++2e-=H2↑增大Fe+2H+=Fe2++H2↑BACaCH4-8e-+10OH-=+7H2O增大减小减小15、略
【分析】【详解】
(1)3Fe(S)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g)正反应吸热;升高温度,平衡正向移动,该反应平衡后的混合气体的质量随温度的升高而减小;
(2)A.对于一个给定的热化学方程式,反应热△H为定值,该反应的∆H不变时,反应不一定平衡,故不选A;
B.铁的质量不变时,说明H2O(g)、H2(g)的浓度不变;反应一定达到平衡状态,故选B;
C.v(H2O)正=v(H2)逆时,反应达到平衡状态;当v(H2O)=v(H2)时,没有明确速率的方向,不能判定反应是否达到平衡状态,故不选C;
D.3Fe(S)+4H2O(g)⇌Fe3O4(s)+4H2(g)反应前后气体物质的量不变;压强是恒量,容器的压强不变时,反应不一定平衡,故不选D;
E.当反应正向进行时;气体质量减小,密度减小,密度是变量,混合气体的密度不变时,反应一定达到平衡状态,故选E。
故选BE;
(3)
平衡混合气体中氢气的体积分数为50%;则x=0.25mol/L。
①用消耗水的量来表示该反应经过5min达到平衡时的平均反应速率,v(H2O)=
②该反应的平衡常数K=【解析】减小BE0.05116、略
【分析】【详解】
(1)在恒容密闭容器中发生反应②,由表中数据可知,达到平衡后升高温度,该反应的平衡常数变大,说明化学平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应。a.平衡正向移动,正确;b.因为气体的总物质的量和总质量均不变,所以混合气体的平均相对分子质量不变,b错误;c.CO2的转化率增大;正确。所以,说法正确的是ac。
(2)由表中信息可知,③=①+②,所以根据平衡常数的表达式可得,K1、K2、K3的关系是:K3=K1•K2。
(3)500℃时,K3=K1•K2=2.5。测得反应在某时刻,H2(g)、CO2(g)、CH3OH(g)H2O(g)的浓度(mol/L)分别为0.2、0.1、0.01、0.2,则Qc=2.5=K3,所以此时恰好处于平衡状态,故V正=V逆。
(4)由图可知,B点时,反应①中H2的平衡转化率为0.80。开始加入2mol/LH2和1mol./LCO,两种反应物的投料比为化学计量数之比,故两种反应物的转化率相同。则B点时,c(H2)=2mol/L=0.40mol/L,c(CO)=1mol/L=0.20mol/L,CO的变化量与氢气的变化量相同,所以c(CO)=1mol/L=0.80mol/L,化学平衡常数为25。
(5)相同温度下,在甲、乙两个容积相等的恒容密闭容器中,投入H2和CO2,发生反应②,起始浓度如下表所示。其中甲经2min达平衡,平衡时c(H2O)=0.05mol/L,由此可以求出CO2的变化量为0.05mol/L,所以甲中CO2的转化率为50%,乙中的投料为甲中的2倍,故容器内的压强也是甲的2倍,但是因为该反应前后气体的分子数不变,所以压强不能使该化学平衡发生移动,CO2的转化率等于甲。【解析】①.ac②.K1•K2③.=④.25⑤.50%⑥.等于三、判断题(共9题,共18分)17、B【分析】【分析】
【详解】
pH值不但与氢离子浓度有关,也和溶度积常数有关,温度升高,溶度积常数增大,换算出的pH值也会减小,但这时酸性并不增强,故答案为:错误。18、B【分析】【详解】
湿润的试纸测定盐酸和醋酸溶液的两者均为稀释,醋酸为弱酸电离程度变大,故醋酸溶液的误差更小。
故错误。19、A【分析】【分析】
【详解】
根据C(石墨,s)=C(金刚石,s)ΔH>0可知,石墨转化为金刚石为吸热反应,因此石墨的能量比金刚石低,能量越低物质越稳定,故石墨比金刚石稳定,该说法正确。20、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。21、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。22、B【分析】【分析】
【详解】
室温下,某溶液的c(H+)>10-7mol·L-1,则该溶液呈碱性,故答案为:错误。23、B【分析】【详解】
盐溶液显酸碱性,不一定是由水解引起的,如NaHSO4,是电离引起的。24、B【分析】【分析】
【详解】
热化学方程式主要是强调这个反应的反应热是多少,而不是强调这个反应在什么条件下能发生,根据盖斯定律,只要反应物和生成物一致,不管在什么条件下发生反应热都是一样的,因此不需要注明反应条件,该说法错误。25、A【分析】【详解】
一定温度下,反应MgCl2(l)⇌Mg(l)+Cl2(g)的ΔH>0、ΔS>0,正确。四、结构与性质(共3题,共27分)26、略
【分析】【分析】
达到平衡后,增大反应容器体积,压强减小反应速率减小,平衡正向进行;PCl5与足量的水能完全水解生成两种酸,则生成H3PO4与HCl;
【详解】
(1)同周期从左向右原子半径减小,则原子半径P>S,同周期从左向右非金属性增大,气态氢化物的稳定性P
(2)As位于周期表中第4周期第ⅤA族,则基态As原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,
4p能级半满,含有3个单电子,故答案为:3d104s24p3;3;
(3)化合价有升降反应是氧化还原反应,化合价降低的物质发生还原反应,对反应2NH4NO3→2N2,硝酸根中N被还原,N元素的变化为共转移10e-,即2molNH4NO3分解生成1molO2、2molN2,转移10mol电子生成3mol气体,则转移5mol电子生成气体的物质的量n(混合气体)为1.5mol,标准状况下的体积故答案为:33.6L;
(4)若反应在5L的密闭容器中进行,经2分钟反应炉内固体的质量减少60.0g,结合化学方程式B2O3(S)+2NH3(g)2BN(s)+3H2O(g)计算,解得n=6mol,用氨气来表示该反应在2分钟内的平均速率达到平衡后,增大反应容器体积,压强减小,反应速率减小,平衡正向进行,在平衡移动过程中,逆反应速率的变化状况为先减小后增大,
故答案为:0.6mol/(L•min);先减小后增大;最后保持不变,但比原来速率小;
(5)对于气态的PCl3,根据VSEPR理论,VP=BP+LP=所以其空间构型为三角锥形,PCl5与足量的水能完全水解生成两种酸,则生成H3PO4与HCl,反应方程式为:PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl,
故答案为:三角锥形;PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl。【解析】abd3d104s24p3333.6L0.6mol/(L∙min)先减小,再增大,最后保持不变,但比原来速率小三角锥形PCl5+4H2O=H3PO4+5HCl27、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)ABC28、略
【分析】【详解】
(1)与S同属于VIA族,该族元素原子最外层电子上有6个电子,故最外层电子的轨道表示式为原子核外占据最高能级为4p能级,故其电子云形状为哑铃或纺锤体形,故答案为:哑铃或纺锤体;
(2)SeO2在315℃时升华,蒸气中存在二聚态的SeO2,红外研究表明,二聚态的SeO2结构中存在四元环,根据题干图示信息可知,该二聚态的结构式为故答案为:
(3)根据(2)中信息可知,SeO2易升华,由此推测,SeO2属于分子晶体,由于SeO2和SO2均为分子晶体,但由于SeO2的相对分子质量比SO2的大,故SeO2的分子间作用力比SO2的大,其熔点远高于由于SeO2分子中存在Se=O双键和Se-O单键,双键的键能大于单键的,故答案为:分子;SeO2和SO2均为分子晶体,SeO2的相对分子质量比SO2的大,故SeO2的分子间作用力比SO2的大;a键为Se-O单键,b键为Se=O双键;双键的键能大于单键的键能;
(4)SeO2可将的水溶液氧化成H2SO4,根据
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